月球探测

摘要： 探月工程推动了我国航天器热控技术长足发展,基本形成针对月面探测器月昼散热、月夜保温相融合的热控技术体系。文章论述我国在探月工程中开发的新型热控技术及其应用情况。展望后续长期无人及有人驻留月球探测任务,建议发展大功率同位素温差电池(RTG)和小型核反应堆技术,以提升月夜期间的热-电联供能力和效率;发展泵驱两相流体回路技术,提升月昼与月夜期间可控热传输能力;发展热泵技术及低吸收、高发射涂层热控涂层技术,以提升月昼期间的辐射器热排散效率。

摘要： 2021年,全球共进行了146次航天发射任务,打破了1967年创下的139次航天发射记录,创下了1957年人类开展航天活动以来的年度发射次数新高。全年共发射1854个航天器,其中26个航天器因11个发射失败未能入轨。1967年处于美苏激烈的太空竞赛时期,两国军事空间基础设施建设和月球探测活动异常活跃。全年进行了139次航天发射,其中苏联74次、美国62次、法国2次及日本1次,共发射173个航天器,全部为政府航天任务。

摘要： 航天工业,历来被认为是一个国家综合国力、高科技实力的象征和体现,是提升国防安全的伟大事业。近年来,中国航天先后圆满完成载人航天、北斗导航、高分辨率对地观测、无人月球探测、深空探测、新一代运载火箭等多项工程任务,实现了我国进入空间和利用空间能力的重大突破。

摘要： 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。

摘要： 针对美国Artemis初期探月计划,文章介绍了卫星和载荷的相关情况,重点对LunaH-Map和Lunar IceCube进行了详细研究,给出了其科学目标任务、轨道、载荷性能等。研究表明,美国Artemis初期探测主要针对月球极地的水冰分布,描绘月球地形地貌,为后续的载人登月和建立地月空间站以及更进一步的深空探测打下基础。

摘要： 光谱仪器获取目标光谱信息或光谱图像,具备物质成分无损识别和定量反演能力,已成为国内外月球和火星探测任务重点配置的科学载荷,为表面物质成分及矿产资源、形成与演化历史及资源利用等研究提供重要依据。本文简要介绍了近年来国内外月球及火星探测任务中光谱技术的研究进展与应用现状,概述了中国探月工程及天问一号探测任务中七台光谱仪器及其应用状况,进一步介绍了月球及火星光谱探测的典型应用成果。最后,对光谱技术在月球及深空探测领域的应用前景和发展趋势进行了展望和探讨。

摘要： 2022年世界深空探测将进入一个新的高发期,美国的灵神号探测器将奔赴小行星主带开展对16号小行星——灵神星的探测,俄欧火星探测器将克服重重困难前往火星,而月球探测也终于在50年的冷寂后再次开始了新的竞争。2022是值得期待的一年,或许也是新的深空竞赛开始之年。

摘要： 同学们,你们知道吗,继火星探测和月球探测之后,我们又要探测太阳啦!2021年10月14日,我国首颗太阳探测科学技术试验卫星"羲和号"搭乘着长征二号丁运载火箭成功发射,我国正式步入了"探日时代"。今天我们就来了解一下"羲和号"拭难卫星吧。羲和是谁羲和是中国古代神话中的太阳女神,生有10个孩子,也就是10个太阳。他们居住在一棵几千米高,名叫"扶桑"的大树上。每天他们都会派出一人在天空值班。每天清晨,羲和都会在咸池为值班的太阳沐浴,然后驾着一辆六条龙拉着的龙车带领值班的太阳出发,从起点到终点正好是一天的路程。如此日复一日,年复一年。这就是"羲和浴日"的故事。故事塑造了一个善良、慈爱、伟大的母亲形象。后来人们形容无可比拟的极大功绩时,就会用"羲和浴日"来作比喻。

摘要： 在中国航天事业创立65周年的征程中,经过几代航天人接续奋斗,中国经过几代航天人的接续奋斗,我国的航天事业从白手起家开创“两弹一星”到成功实施开展载人航天、月球探测、北斗导航、火星探测和重大武器装备建设工程,取得了彪炳史册的辉煌成就。

摘要： 基于DE405、DE421、DE430、DE440星历,计算各大行星在地球质心及太阳系质心惯性系中的位置,比较其他星历相对于DE440星历的行星位置精度。分析讨论各历表下月球的地心位置和速度精度,以及历表对于月球探测器的位置和速度从月心惯性系转为月固系的影响,并给出使用建议。结果表明,各大行星由于受观测数据等因素影响,位置精度差异较大,跨度从m级到106 m量级。对于行星的位置精度,DE421和DE430相对于DE405有1~2个量级的提高,DE430相对于DE421提高50%。DE405历表的月球地心位置、速度精度分别为7 m和0.02 mm/s,DE421历表分别为1.5 m和0.004 mm/s,DE430历表分别为1.3 m和0.0035 mm/s。对于星历用于月球探测器从月惯系转为月固系产生的坐标和速度误差,DE405分别为30 m和3 cm/s,DE421分别为1.3 m和1.2 mm/s,DE430分别为1 m和0.9 mm/s。历表对于月球坐标系转换的影响为m级。对于月球探测器导航及相关任务,推荐使用DE430或DE440行星历表。

摘要： 阿波罗登月计划的实施,特别是随后近50年对返回月球样品的研究,构建了现代月球的基本知识体系;20世纪90年代以来,新一轮月球探测工程的实施,包括我国成功开展的嫦娥1-4号环绕和巡视探测,获取了高空间分辨率的月表形貌、矿物组成、化学元素分布、重力、月表浅层结构等信息;月球的大撞击成因假说、岩浆洋假说、39亿年晚期密集撞击假说等被广泛接受.

摘要： 针对月球探测器天地信息链路的模拟和测试需求,研究了一种月球探测天地信息链路模拟测试平台.该平台按照自动化模拟测试思路,统一采集平台内部信息并控制内部设备运行,兼顾了一体化测控数传系统测试和月球探测信息链路模拟的功能,可以完成月球探测天地信息链路的自动化模拟测试任务.与传统飞行器天地信息链路模拟测试平台相比,该平台具有动态范围大、灵敏度高、自动化测试程度高等特点,同时可以提高模拟测试效率和测试准确度.

摘要： 月球水和挥发分既是国际月球探测的热点,也是未来的战略资源.月球水和挥发分的分布和来源是亟待解决的关键科学问题,与月球起源、岩浆洋演化、后期物质加入等重大科学问题直接相关.近几年来,多项研究都指向月球极区永久阴影区水冰的存在,这些冰体的位置分布、厚度、含冰量和挥发分组成等对理解月球上挥发分迁移和滞留过程,以及太阳系内水的迁移过程有着重要的意义. 现阶段函需深化论证载人绕月探测月球极区结构和水冰分布的关键科学问题，进一步凝练科学目标，设计探测方案，突破月球极区内部结构震动检测、永久阴影区的水冰及其分布探测等关键技术，完成地面试验验证。

摘要： 针对未来月球探测及载人登月任务对月面着陆精度提出的更高要求,本文研究了月面着陆导航问题,提出了一种基于无线电信标/IMU的月面高精度着陆导航方法.该方法首先通过可观性分析对月面无线电信标的分布进行了优化,然后将无线电信标测得的距离和多普勒信息以及IMU所提供的着陆器状态信息带入无迹卡尔曼滤波器,实现了对着陆器位置和速度的估计.最后对所提出月面着陆导航方法的精度进行了仿真,仿真结果表明,基于无线电信标和IMU的组合导航方法能够获得较高的测量精度.

摘要： 月球作为距离地球最近的自然天体,因其没有大气而成为天文观测的理想基地.近些年来,随着月球探测活动的不断深入,月球探测的范围在逐步加大;载人探月、建立有人长期居留的月球基地也被列为了许多国家和航天组织的探月计划.然而,由于月球的运动特性,仅依靠地球上的深空测控站无法实现对月球进行全面测控覆盖.在这种情况下,建立月球星座成为一种能够满足全月探测需求的必要、可行的技术途径.本文基于月球全球均匀覆盖,初步对月球全球导航星座构型进行了分析设计,研究了不同构型月球卫星导航星座的覆盖性能,通过比较分析,给出满足全月覆盖的最优星座方案,本文的研究结果可为将来建立月球卫星导航星座提供参考.

摘要： 针对Halo轨道转移轨道设计不易收敛的问题,结合月球探测背景,分析了地月L2点Halo轨道及其不变流形可靠近月球的运动轨迹特性,给出基于二分法的先粗选后精选的零消耗转移轨道搜索方法并研究得出Halo轨道全相位点入轨的零消耗转移轨道不超过2条,提出一种最小x轴约束的近月点终止条件和自适应退步搜索的改进微分修正算法,对Halo轨道全相位点入轨的转移轨道设计进行求解.仿真结果表明,该改进微分修正算法收敛速度快,能有效避免奇异,且适应性强,能搜索出全相位点入轨的所有转移轨道.

摘要： 针对环月小卫星组网实现全月球探测任务,提出一箭多星发射方案,采用调相轨道与地月转移轨道相结合方式实现奔月任务.为达到环月卫星全球组网目标,多颗环月卫星需处于异面轨道,本文对环月卫星组网目标轨道进行了设计.以环月目标轨道设计要求为基本约束条件,提出了环月多星异面入轨的两种策略:一种是通过火箭携带卫星在月球捕获的大椭圆轨道远地点实施异面变轨方案;另一种是在地月转移轨道初期通过中途修正实现相应异面进入环月轨道方案.通过仿真算例说明第二种策略在燃耗与时间等指标上具有明显优势.

摘要： 依据我国月球探测的中长期规划,中国探月工程分为"绕、落、回"三期工程分步实施.探月工程一期即"嫦娥一号"已顺利实现绕月探测飞行,并发回了大量遥感数据,获得了全月球影像图等科学资料.探月工程二期包括"嫦娥二号"和"嫦娥三号"两次探测活动,其中先导星嫦娥二号获得了预定着陆区的月形月貌等详细影像资料,嫦娥三号实现了着陆器和巡视器的两器分离,并完成了月基天文观测、月面巡视和就位探测等科学实验任务.月球探测的一期与二期工程已顺利达成了预定的"绕"和"落"两大目标,为三期的"回"奠定了坚实的基础.考虑到月球表面高真空、干燥、高度还原的环境，月球样品在采集并返回地面之前需要建立专门的月球样品实验室，避免地球上生命活动、水、氧化等因素的影响，实现月球样品在地面的长期安全储存、样品分样处理以及科学研究样品的申请管理等功能。此外，由于月球样品的特殊性，要求所有接触样品的实验工具选择对月球样品无污染的材料，如铝、不锈钢、聚四氟乙烯或氯丁(二烯)等。与探月工程，二期相比，探月工程三期不仅是一项更为复杂和具有跨越性发展的多学科高技术集成的系统工程，也是迄今为止我国航天发展史上技术难度最大、任务系统最为复杂且具有里程碑意义的航天工程之一。

摘要： 本文提出一种低成本月球物资运输方案,其综合了低成本发射、地月运输器重复使用、高效电推进、低成本固体推进、气囊式缓冲着陆等特点.该方案由地月运输器和物资货运舱构成;两者分别发射进入近地轨道,并交会对接,然后由运输器利用电推进加速奔月,在预定分离点分离物资货运舱,货运舱起旋,利用固体发动机制动,并用气囊缓冲着陆;在分离货运舱后,运输器利用电推进加速返回地球,在近地端大气制动,回到近地轨道.地月运输器可多次往返飞行、重复循环使用.本文阐述了运输方案的构成、功能;对关键技术进行了简要分析,提出关键技术攻关的方向.

摘要： 本文提出一种低成本月球物资运输方案,其综合了低成本发射、地月运输器重复使用、高效电推进、低成本固体推进、气囊式缓冲着陆等特点.该方案由地月运输器和物资货运舱构成;两者分别发射进入近地轨道,并交会对接,然后由运输器利用电推进加速奔月,在预定分离点分离物资货运舱,货运舱起旋,利用固体发动机制动,并用气囊缓冲着陆;在分离货运舱后,运输器利用电推进加速返回地球,在近地端大气制动,回到近地轨道.地月运输器可多次往返飞行、重复循环使用.本文阐述了运输方案的构成、功能;对关键技术进行了简要分析,提出关键技术攻关的方向.

摘要： 本发明公开一种基于极化SAR多参数的月球水冰探测方法，主要包括：选择月球两极异常陨石坑作为研究区域，计算圆极化率比CPR，并选择CPR大于1的区域；利用m‑δ分解方法得到研究区域各个散射分量功率，并选择体散射占主导的区域；计算研究区域的粗糙度参数R，并基于该参数选择相对平坦的区域；计算研究区域的后向散射系数σ，并基于该参数选择石块较少区域。同时满足所有上述条件的区域判定为水冰可能存在的区域。本发明通过对异常陨石坑的极化SAR数据进行分析，基于多种参数选择水冰存在的区域，剔除粗糙的月壤表面及沉积物、石块等干扰因素，提高了水冰探测精度。

摘要： 本发明涉及一种月球探测器测角/时间差分距离/速度组合导航方法，首先根据轨道动力学建立探测器的状态模型，再分别利用天体敏感器获得星光角距，无线电接收机接收来自地面站或中继卫星的无线电距离和多普勒速度并进行时间差分获得无线电时间差分距离和时间差分多普勒速度以消除时钟误差和频率漂移误差，并以天文测角/无线电时间差分距离/差分多普勒速度作为量测量，之后分别建立星光角距、无线电时间差分距离及无线电时间差分多普勒速度量测模型，离散化后使用UKF滤波估计探测器的位置和速度。本发明属于月球探测器自主导航领域，本发明估计精度高，对探测器自主导航具有重要的实际意义。

摘要： 本发明公开了一种基于月球周期重访轨道的载人空间与月球探测飞行器系统方案和探测方法，飞行器系统由地月空间站(ELS)、月球探测飞行器(LEM)、载人飞船(CTV)、货运飞船(CaTV)4个空间飞行器组成，在航天员系统、运载火箭系统、测控系统的配合下，实现对地月空间和月球的载人探测。一个相对完整的载人空间及月球探测任务周期的探测过程为：首先由运载火箭将ELS射入地月间周期重访轨道，成为围绕地球的、可对月球周期重访的、长期稳定运行在周期为半个月球轨道周期的大椭圆轨道上的地月空间站；接着依次由运载火箭将LEM、CTV和CaTV射入周期重访轨道，并和ELS交会对接；此后LEM与ELS分离，执行对月球的载人实地探测，月面任务完成后从月面起飞返回ELS，CTV与ELS分离，返回地球。

摘要： 本发明公开了一种月球探测器科学探测仪器在轨运行注入数据的生成方法，包括步骤：步骤1，使用USB测距测速方法和甚长基线干涉测量VLBI联合测轨的方式对月球探测器进行定轨，利用USB测距测速测量方法提供月球探测器的视向运动信息，利用VLBI提供月球探测器的横向运动信息；步骤2，利用月球探测器的定轨结果设定科学探测仪器的工作参数；以及步骤3，利用所述工作参数生成科学探测器的注入数据块；将注入数据块封装成帧。通过利用本发明的方法，对月球探测器科学探测仪器的控制可以通过向探测器发送注入数据的方式完成，确保月球探测工作的正常进行。

摘要： 月球探测器鲁棒环形山检测方法及飞行器导航方法，解决了现有月球探测器下降着陆过程中常规环形山检测方法受光照影响、鲁棒性差的问题，属于月球探测技术领域。本发明首先采用对图像进行滤波，保留图像边缘细节又去除噪声影响；随后计算处理后的图像的熵分布，进行极大熵阈值分割、将图像信息三值化，去除图像对光源的敏感性，同时最大程度保留图像信息；本发明还采用归一化多指标约束环形山匹配和拟合方法完成环形山提取，在不同光照条件下均能提取出月面环形山连续、完整、清晰的边缘。本发明基于鲁棒环形山提取的飞行器导航方法实时性更好。

摘要： 本发明一种月球探测器母线功率变化曲线形态判读方法。包括：采样处理，获取卫星整器功率状态的表征参数集记为各供电分阵输出功率数据集；采用滑动窗口的移动平均分析方法，对选定时间内某通道的功率数据集进行计算，得到各窗口移动平均值MA，根据MA值与阈值比较情况，判定窗口区间内是否存在波动变化；对于窗口数据波动超过阈值的情况，需对该窗口数据内对应的事件要素进行采集；判断参数在时间窗口内事件的单发还是耦合效果；对多个事件的标称曲线集进行二次融合，得到多个事件对功率参数影响的耦合标称曲线Pmerge。将短期变化曲线C与Pmerge进行关联性分析。

摘要： 本发明涉及一种基于月球探测的激光无线能量传输系统，包括：激光能量发射系统和激光能量接收系统，激光能量发射系统安装在着陆器上，激光能量接收系统安装在探测器上；着陆器着陆后保持固定位置，不进行移动或转动，探测器与着陆器分离后，可展开太阳电池阵在着陆器上方展开并维持对日定向，为着陆器提供电能，激光能量发射系统对产生的激光进行指向控制装置，实现定向发射；探测器将根据任务需求移动到目标探测区域，处于较低的月球坑内，探测器通过激光能量接收系统以激光无线能量传输方式获得电能。

摘要： 一种利用微波烧结月壤的月球筑路探测装置，它涉及一种月球筑路探测装置。本发明为了解决目前还没有一种月球探测装置能够解决月壤原位微波烧结和性能测试的问题。本发明包括车体、微波烧结单元、月面观测摄像头、通讯天线、综合控制系统、太阳能帆板、探测单元、探测臂和移动轮组件；月面观测摄像头安装在车体前端的上表面，通讯天线安装在车体后端的上表面，所述综合控制系统安装在车体内，微波烧结单元安装在车体的下表面，两个太阳能帆板对称安装在车体的两侧，一个探测单元通过一个探测臂安装在车体的前端，另一个探测单元通过另一个探测臂安装在车体的后端，两个所述移动轮组对称安装在车体的两侧。本发明属于航空航天领域。

摘要： 本发明属于月球地质探索技术领域，尤其涉及一种保真取芯装置及月球探测系统。这种保真取芯装置包括存储结构和驱动结构。存储结构开设有供样品存放的保真孔，保真孔开设有多个，各保真孔绕存储结构的中心位置圆周且间隔布置。驱动结构用于驱动存储结构绕存储结构的中心轴线转动，且存储结构与驱动结构沿中心轴线可拆卸地连接。本发明的存储结构和驱动结构可以分离，从而仅需回收存储结构，降低了保真取芯装置的回收重量，同时降低了回收成本。

摘要： 本申请公开了一种科普型月球车的月球探测控制系统，包括MCU模块、电机驱动模块、电源模块、LED控制模块、外接口模块、无线串口通讯模块和输入模块，LED控制模块、外接口模块、无线串口通讯模块、电机驱动模块和输入模块连接MCU模块，电源模块为各模块供电，所述电机驱动模块包括五路电机驱动电路。具有以下优点：以真实探月飞行过程为主线，通过音、视频加实物模型的方式让游客亲身体验嫦娥四号月球探测器探测任务的整个过程，简化操作逻辑，适应人群广，操作过程清晰动感，保留探月飞行的互动体验，通过娱乐化的方式传达了探月飞行的相关知识，解决了相关知识科普的复杂性和乏味性难题，寓教于乐。