载人月面着陆地形障碍探测与规避方案研究

月面地形障碍是影响载人着陆安全的关键因素之一,可能引起着陆器倾斜、结构损坏甚至倾覆。载人月面着陆除在总体任务规划时要选取平坦安全的着陆区外,还要进行实时在线的地形探测和障碍规避。文章对“阿波罗”计划和“星座”计划中的月面着陆飞行方案和飞行器进行调研,分析了载人月面着陆避障的任务要求和技术特点;结合着陆飞行任务,提出考虑避障的飞行方案,分为高速运动中的粗避障和接近悬停后的精避障两个阶段;考虑月面着陆飞行状态以及光照、月尘等外部环境,设计载人月面着陆时由激光高度计、多普勒激光雷达以及闪光激光雷达组成避障敏感器系统;提出载人避障机动方案,采用接近段中制导目标调整、机动段六自由度控制以及缓速下降段滚动姿态机动等方法,并引入了航天员目测以检查月面地形障碍、选择月面着陆点以及手控进行终端避障机动控制。     

人类登陆火星是否不再遥远 关注NASA2020火星探索计划

很早之前,NAsA便开始利用无人飞船和火星车进行火星探索,从而加深了人们对火星的理解,同时为未来的载人火星探索奠定了基础,而2020年火星探测器项目也将加入NASA的全面火星探测计划。该计划包括当前在火星轨道运行的“奥德赛”号火星探测卫星和火星勘测轨道飞行器、“机遇”号和“好奇”号火星探测器以及近期被发射到火星上层轨道考察的MAVEN火星探测器等。而此次火星峰会的召开,也表明了人类正慢慢的着手将登陆火星的愿望转化为不再虚无缥缈的计划。     

载人深空探测进入/再入走廊设计方法研究

载人航天器的进入/再入走廊刻画了进入地外天体或再入返回地球时允许的进入/再入角范围。载人深空探测进入/再入过程中,载人航天器必须满足进入/再入走廊约束,以避免经历过大的过载、热流和总加热量等力/热环境,威胁进入/再入飞行安全。文章研究载人深空探测进入/再入走廊的设计方法,通过融合载人航天器进入/再入预测校正制导,验证进入/再入走廊的可行性,并采用基于安全系数的偏差因素影响分析方法,获取进入/再入走廊的设计裕度。最后,以载人月地再入返回为例,具体阐明了再入走廊的设计方法,并通过数学仿真验证了设计方法的有效性。研究结果将为载人深空探测进入/再入走廊设计以及进入/再入返回总体设计提供技术参考。     

月球大范围探测巡视器及GNC技术发展综述

对月球大范围探测巡视器及相应制导、导航与控制(GNC)技术进行了综述。首先对月球大范围巡视探测需求进行分析,介绍了世界各国主要的月球大范围巡视器计划研究进展;其次针对月球大范围探测GNC技术研究现状进行了归纳整理,简要分析了进行月球大范围探测任务现存技术难点;最后为实现更加完备高效的月面大范围探测提出了月球大范围探测网构建设想,并分析了其构建目的、意义及关键技术。     

美国深空探测任务预算分配与投资策略研究

介绍了美国以《战略规划》和《科学计划》为主线的深空探测战略规划的管理体制,并综合NASA 2011—2017财年的预算申请文件,分析了NASA 2011—2021财年的预算发展情况和未来走向。介绍了NASA的各类深空探测活动和研究计划,包括"发现计划"、"新疆域计划"、"月球探索计划"、"火星探测计划"、"外行星计划"和"行星科学研究"等。研究了NASA深空探测活动的投资重点和投资策略,指出在深空探测领域,美国不仅制定了长期、连续且稳定的深空探测战略规划,而且还制定了相应的投资策略和预算管理机制,保证了研制经费的持续投入,不断支持未来探测任务所需先进技术的概念研究和预研攻关,全面发展深空探测能力,确保了其在深空探测领域的全球领先地位。文章提出启示和建议,可为我国深空探测战略规划的制定和预算分配提供参考。     

基于融合伽马变换全卷积神经网络的火星地貌分割方法

为了让火星巡视器在有限的寿命内能获得更多的科学产出,需要提高巡视器在火星表面的自主通过能力,而火星表面地貌类型是评估巡视器可通过性的重要信息。因此,提出了融合伽马变换的全卷积神经网络(FCN)火星表面地貌分割算法。首先,考虑对巡视器通过性的影响,确认地貌分类的类型,基于好奇号拍摄的火星地表图像Mars32K数据库,构建地貌分割数据集;其次,使用自适应伽马变换(AGT)对灰度单一的火星图像进行预处理,减弱了光照等因素干扰;最后,利用数据集训练一个FCN,以实现对火星表面地貌的分割预测。仿真结果表明:网络测试准确率达到83.03%,地形分割预测结果可靠,验证了方法的可行性。     

基于木星大气环境的降落伞系统气动特性研究

木星探测是未来行星探测的重要发展方向,而降落伞是进入木星大气探测必不可少的气动减速装置。文章基于“伽利略号”探测任务,设计了满足未来木星探测需求的降落伞系统简化模型,并针对该降落伞系统进行了数值模拟,研究了木星大气和地球风洞实验环境中不同来流马赫数下降落伞系统的复杂流动现象及气动力变化规律。在木星大气环境中,降落伞的阻力系数和横向力系数大小以及横向力系数波动幅度均高于风洞试验环境,阻力系数波动幅度均低于风洞实验环境。此外,还研究了木星大气环境中不同来流攻角下降落伞系统的气动特性。研究表明,木星大气环境中降落伞系统气动特性与风洞实验结果有差异,因此未来在设计用于木星探测的降落伞系统时,应考虑由于木星大气环境对降落伞系统气动特性的影响。     

木星环绕探测器电源系统设计研究

木星环绕探测任务的规划,对电源系统的设计提出了新的需求和挑战。文章结合木星及木星系环绕探测器任务各个阶段的温度、光照、辐射等空间环境特点,分析了电源方案的设计需求,并调研了以美国伽利略号(Galileo)、朱诺号(Juno)和欧洲木星冰卫星探测器(JUICE)为代表的国外木星环绕探测器的电源系统设计。根据我国的能源和航天技术发展现状,比较了同位素电源和太阳电池阵2种技术路径,提出"太阳电池-蓄电池"是木星环绕探测电源系统的可行方案。最后给出了电源系统的初步设计方案和输出仿真,并通过分析建议在低温低光照太阳电池、宽域电源控制器和太阳电池辐照防护等技术方面针对任务进行适应性改进,以满足木星环绕探测的任务需求。     

美火星探测器推迟两年发射

2008年12月4日,美航宇局称其“火星科学实验室”的发射时间将推迟到2011年秋,比原定的2009年10月晚了两年。这项探测任务将把一辆下一代漫游车送上火星。车上载有一些前所未有的研究工具,用于研究火星的早期环境史。无法按原计划发射是因为探测器在测试和硬件方面遇到难题。     

中国即将完成首张完整月球表面图

2008年7月5日,绕月探测工程总设计师孙家栋称,目前我国已经获取制作月球表面图像的所有数据,嫦娥-1的任务之一月球表面图正在制作当中,即将完成。