美国“太空探索新构想”实施概述

1 背景 2004年1月,美国总统布什公布了"太空探索新构想"(VSE).该构想要求美国航空航天局(NAsA)实现以下目标:恢复航天飞机的安全飞行;完成"国际空间站"的建造;重返月球,为人类的外太空探索积累更多经验和知识,并开始进行火星探测;更多地利用机器人进行探测,最大限度地增进人类对太阳系的了解,为未来更宏伟的载人任务铺路.     

NASA进行探月能力方案评审

美国航空航天局(NASA)工程专家和科学家6月20日完成了一项重要评审,将有助于确定重返月球和建设月球前哨基地所需的系统.这次3天的"探月能力方案评审"为耗时9个月、由NASA总部探测系统任务署牵头开展的一项研究工作画上了句号.     

美试验月球机器人和宇航服

美国航空航天局的几台机器人漫游车样车6月份在华盛顿州摩西莱克的沙丘上勇敢地向沙尘暴和前所未有的高低温变化发起了挑战,以为未来的月球探测做准备。来自该局七座中心和几所大学的各团队6月2-13日间开展了这些试验。艾姆斯研究中心试验了两辆K10漫游车,对模拟登月场地进行了勘测,并建立了地貌模型和全景式三维地形模型。     

各国登月计划及载人登月的目的与可行性简析（上）

一、各国或地区的登月计划及其进展 1.美国的登月计划及其进展 20世纪中期美国实施了阿波罗载人登月计划,后又曾两次提出"重返月球".2004年1月美国总统布什发布"太空探索新构想",提出在2020年前重返月球.     

基于直接配点法的月球软着陆轨道快速优化

介绍了直接配点法在月球探测器软着陆轨道快速优化问题中的应用.首先给出了软着陆最优化控制问题模型,其中状态方程为量纲为1的三自由度模型,性能指标选为燃料消耗最小,控制变量则为推力攻角和推力.终端状态受到速度和高度的约束.然后,应用直接配点法将最优控制问题离散化为非线性规划问题,即将动态优化问题转化为静态参数最优化问题.选取各节点和配点上的状态量和控制量作为优化参数.最后应用基于Matlab语言的SNOPT软件包对参数最优化问题进行求解,该软件包对于求解大型非线性规划问题具有很好的收敛性.仿真结果表明直接配点法对于月球探测器软着陆轨道初始状态量和控制量的取值不敏感,且求解过程具有一定的实时性.因此,直接配点法对于再入轨迹优化问题的求解是可行的.     

美新探测器将研究月球内部构造和演化

美国航空航天局(NASA)主管科学工作的副局长阿兰·斯特恩在去年12月10日召开的一次美国地球物理学联合会会议上宣布,该局已选定一项新的探测任务,将洞察月球的内部,以揭示其构造和历史.这项任务全称为"重力恢复与内部实验室" (GRAIL),将由该局的喷气推进实验室进行管理.探测器将由洛马航天系统公司建造.     

美将发射探测器研究月尘

美国航空航天局（NASA）正计划用一个小型轨道器来研究月尘的秘密。称为“月球大气与尘埃环境探测器”（LADEE）的该探测器将耗资8000万美元,拟搭乘发射另一个探测器的火箭飞向月球,发射时间是2011年。此次探测任务将持续100天,研究对象是月球非常稀薄的大气和无处不在的月尘。NASA正在推进重返月球计划,拟在2020年前让宇航员乘“牵牛星”着陆器重返月面。为此,对月球大气及其附着性很强的尘埃有清楚的认识至关重要。     

基于Shape-from-Shading的月球表面三维形状恢复算法研究

提出了一种基于Shape-from-Shading的月球表面三维形状恢复算法。首先分析了在太阳光照射下月球表面成像模型,建立了使用Lommel-Seeliger反射模型描述的反射图方程。然后用有限差分近似微分运算,将反射图方程所示的一阶变系数线性偏微分方程进行离散化处理,得到关于表面高度函数的代数方程。进而采用超松弛迭代法进行求解,获得月球表面三维高度函数值。最后使用合成图像和实际月球图像进行三维形状恢复仿真实验。实验结果表明提出的算法可以有效地恢复月球表面三维形状。     

环月轨道器运动中的月球物理天平动问题

采用类似对地球岁差章动的处理方法,讨论月球物理天平动对月心赤道坐标系 以及月球卫星轨道的影响。在对月球物理天平动的分析表达式与高精度数值历表进行比较的 基础上,给出了相应的月球引力位的变化及相应的坐标系附加摄动解,清楚地表明了对月球 卫星轨道影响的规律。所获结果与数值解进行了比对,证实了从定性和定量两个方面来看本 文的讨论都是有意义的,从而表明月球物理天平动分析解的简单表达式在某些问题中（特别 是定轨和预报）是有实用价值的,而且在建立轨道摄动分析解时,无需像地球卫星那样,去 引进混合形式的轨道坐标系,采用历元月心平赤道坐标系即可。最终表明：无论是采用数值 法定轨和预报还是分析法定轨和预报,均可采用统一的月心平赤道坐标系,这可避免一些不 必要的坐标转换。     

利用6S进行月光条件下遥感器信号模拟研究

以太阳为光源的卫星遥感器,可以采用6S或MODTRAN等辐射传输计算软件对其入瞳处的辐亮度进行计算。而在微光或月光条件下,遥感器是对观测目标反射的月亮辐射进行遥感观测,因此在进行辐射传输计算时需要代入月球的辐照度数据。可以利用已公布的月球表面反射率和已知的大气层外太阳辐照度来计算月球辐照度,并对6S辐射传输计算进行适当的修改进行计算。通过对月球辐照度计算原理进行了详细的描述并计算得到了波长在0.250μm~1.500μm范围内的月球表面辐照度,并给出了一个宽波段遥感器的微光动态范围。