双二体几何切面法及天梯地月转移轨道分析

双二体模型是求解地月转移轨道的重要基础。与传统的采用月球影响球入口点经纬度的描述方式不同,本文提出一种基于飞行轨道面参数来描述地月转移轨道的双二体模型几何表达方式,结合一维非线性方程求根算法Brent算法和Lambert原理,将原始三维球面搜索算法降维成为二维圆上的搜索算法,可以高效求解地月转移轨道的形状参数。为避免重复计算,将转移轨道窗口计算的轨道多变量搜索问题解耦分解成两个子问题——转移轨道形状参数求解问题和转移轨道面空间定向问题,降低了问题的求解维度。形成两级并行计算算法,充分发挥多核计算机算力,加速计算过程。仿真结果表明,基于提出的并行圆锥曲线几何切面法,可以成功应用于计算天梯地月转移轨道分析。     

大椭圆停泊轨道月球探测器发射窗口运动学约束特性分析及转移轨道快速设计方法

通过分析大椭圆停泊轨道月球探测器发射窗口的运动学约束特性,给出了转移轨道运动学约束对发射窗口的影响规律,进一步明确了在该种情况下月球探测器的发射机会和增加窗口的可能性.并结合发射窗口运动学约束特性,提出了一种基于大椭圆停泊轨道的地月转移轨道快速设计方法.仿真结果验证了大椭圆停泊轨道下探测器发射窗口运动学约束特性分析的正确性,以及转移轨道设计方法的有效性.     

快速设计月球卫星转移轨道的一种代数法

提出了一种将圆锥曲线拼接法与历表相结合 ,快速设计月球卫星地月转移轨道的方法。此方法是一种无需轨道积分的纯代数计算方法 ,具有速度快、精度高的特点 ,可用于月球卫星转移轨道的初步设计。将初步设计获得的参数作为精确设计的初值 ,能大大缩短精确轨道设计参数的时间。     

基于STK的月球任务设计与仿真

利用拼接圆锥曲线法设计月球探测器轨道,一般将向月飞行轨道分为地心轨道、月心轨道和环月捕获等几个主要轨道段.分析了探测器在月球任务不同轨道段的轨道特点,给出了主要定轨参数.为方便进行目标对准,分析了建立辅助平面以实现月球捕获的方法.最后利用卫星工具包(Satellite Tool Kit, STK)软件对整个飞行过程进行了可视化仿真.对于今后的月球任务和深空探测任务具有应用价值.     

利用月球转向技术施行逆行轨道卫星发射的能量讨论

本文讨论和估算了利用月球做为转向星体发射逆行轨道卫星的能量和轨道参数。结果表明:在共面发射时,只有发射轨道半径3万公里以上的逆行轨道卫星,利用月球发射才比直接发射节省能量,且逆行轨道越高,所节省的能量越多。而不共面发射时,所节省的能量比共面发射时多。     

国防要闻

中国中国嫦娥1号探月卫星雏形已定中国航天报报道,目前嫦娥一号探月卫星初步形状已定,研制进展顺利,关键技术取得重大突破,月球探测卫星的路线图已经确定。为了确保发射成功,将采取多级推进的方式将月球探测卫星送入月球轨道。按照方案,卫星在和运载火箭分离后,将先在围绕地球的轨道上运行3圈～4圈,逐步加速,最后到达地-月转移轨道的入口速度,卫星沿大椭圆轨道飞向月球。整个“奔月”大概需要8天～9天。在地-月转移轨道,为保证卫星正确进入月球附近预定的位置,需进行2次～3次轨道中途修正。在月球附近,为实现卫星环绕月球运动,需对卫星进行…     

环月轨道交会的奔月方案

研究了基于环月轨道共面交会的载人奔月方案.飞行方案设计采取人货分离的原则,包括3次发射,2次环月轨道交会.采用精确轨道动力学模型,得到了满足共面交会约束的发射窗口,以及地月转移轨道特性.进行了3次飞行任务的合理编排和规模估算,结果表明该方案在能量和时间需求上具备可行性.     

哪些国家拥有探月卫星

探月是泛指所有针对月球的空间探测活动，包括绕月探测、掠月探测和登月。绕月是指通过向月球轨道发射航天器，使其成为月球卫星绕月球运行，它是登月的基础。掠月探测是对月球进行近距离探测但不进入月球卫星轨道的活动。登月则需要航天器软着陆（自身不受到损失）到月球表面，通常是由绕月飞行的航天器本身或者其释放的子航天器在月球表面软着陆。到目前为止，只有前苏联“月球-3号”探测器成功发射并进入月球轨道，成为第一颗人造月球卫星，并首次拍到月球背面的照片。     

电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟

针对电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟问题,基于矢量磁位A和时间积分标量电位V,采用节点单元法,并选择运动坐标系描述运动问题,推导出动态发射下的电磁轨道发射器三维涡流场有限元离散方程。结合温度场控制方程,建立电磁轨道发射器的三维电磁-温度耦合有限元模型。针对一个电磁轨道发射器动态发射问题,对模型进行数值模拟,得到了动态发射下轨道及电枢的温度场分布特点及发射器电感梯度随时间的变化规律。计算结果表明,模型计算出的脉冲电流峰值、出口电流大小、出口速度等参数均与试验结果吻合较好,验证了所开发的有限元程序代码的正确性。     

全力突破火箭发射的关键技术——“长征三号”火箭主任设计师李聃等谈火箭研制

<正>记者:发射"嫦娥二号"的运载火箭有什么新特点、新突破?李聃:我国探月工程分"绕、落、回"三步走,探月二期要完成的是落月,"嫦娥二号"的任务就是为后期的"嫦娥三号"、"嫦娥四号"在月球上着陆进行先期的关键技术验证。对运载火箭来讲,关键技术中有一项非常重要的就是地月转移轨道发射技术。以往我国的火箭运行轨道是近地轨道,"长征三号甲"系列火箭已经发射了32次,都是地球同步转移轨道的发射。"嫦娥一号"也是"长征三号甲"火箭发射的,实     

防务

美国发射月球探测器 近日,美国圣杯号姐妹月球探测器从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,探测月球结构。尽管同时升空,这两个洗衣机大小的探测器——圣杯A和圣杯B却要在升空一小时后分离,各自独立前往月球。两者将首先前往距地球约150万公里的第一拉格朗日点作为中转站,花费3个半月抵达预定轨道。     

欧洲探测器SMART-1号成功撞击月球

北京时间9月3日13时51分消息,欧洲宇航局宣布,格林威治时间9月3日时42分22秒(北京时间13时42分22秒),欧洲探测器SMART-1号成功撞击月球。欧洲航天局估计,撞地的地点在月球的西经46.2度、南纬34.4度。欧洲宇航局官员称,SMART-1号是准时撞击月球表面,激起了大量的月球尘埃,接下来科学家将通过分析尘埃成分来解释月球起源。SMART-1号是欧洲首颗月球探测器,2003年9月发射升空,2004年11月抵达月球上空的近月轨道。此后,SMART-1号进入到距离月球表面470千米到2900千米的最终轨道,并在这一轨道上进行了大量科学试验。欧洲探测器 SMART-1…     

登月飞行系统的优化选择

本文对于常规运输登月飞行和携带推进剂进入火星转移轨道时使用月球燃料的意义进行了评估。并着重研究一种使用氢、氧推进剂,把货舱从低地轨道运至月球,或把推进剂从低地轨道或月球表面送至火星转移道的切入点的运输系统。本文对于飞行方案优化,运载工具质量敏感性,以及推进系统混合比特性进行了研究。基本的运输登月飞行应着重考虑:a)月球运输系统中在多大程度上使用月球燃料;b)将月球轨道作为运输中继站与直接着陆间差别;c)登月或离月时推进剂的最优混合比(即氧与氢的混合化)。文章还就改变质量对空中停车产生冲击的敏感性进行了研究。并比较研究了推进剂从低地轨道或月球表面运到对应的 TML 切入点所需的费用。     

地月转移轨道设计的改进微分校正方法

地月转移轨道设计是探月关键技术之一,微分校正法是公认的解决非线性迭代问题的有效方法。针对探月任务中地月转移轨道设计精度高、计算速度快等要求,提出一种改进的微分校正快速设计方法。该方法基于DE405/LE405星历数据下日、地、月和地球J2项摄动真实轨道动力学模型,推导了近月点和入轨点设计参数偏导数关系,在积分轨道状态量的同时积分微分校正矩阵,用积分得到的准确微分校正矩阵求逆,快速迭代得到轨道设计结果。仿真结果表明,利用该方法设计地月转移轨道收敛速度远优于同等精度动力学模型—序列二次规划算法。     

月球探测器返回轨道特性分析

对月球探测器的返回轨道进行了建模与特性分析.在三维空间中建立了返回轨道的数学模型;对模型进行仿真分析得到从月球影响球东经80°出口的返回轨道最省能量等结论;根据模型及其特性给出初步轨道的算例,并以此结果为初值,在已有高精度动力学模型下搜索计算,较快地得到了精确轨道;通过两条轨道参数及空间形状的对比,证明文中解析方法的正确性.     

载人登月自由返回轨道与Hybrid轨道设计方法

对自由返回轨道与Hybrid轨道的设计方法进行了研究。应用分段受摄的高精度动力学模型,设计了搜索变量、约束条件与微分修正搜索算法,搜索得到了自由返回轨道标称轨道,并使用STK软件对其进行了验证与三维仿真,最后对误差传递情况进行了分析。Hybrid轨道由自由返回与非自由返回轨道组合而成,文中给出了一条典型的Hybrid轨道设计过程,并对其优缺点进行了简要分析。文章所述方法与结论可应用于载人登月任务轨道设计,也可应用于嫦娥后期工程和搭载发射的微型月球探测器的轨道设计。     

电磁轨道炮的三维电热力耦合数值模拟

基于有限元和边界元混合算法,辅以外电路模拟程序,开发了电磁发射三维电热力耦合数值模拟程序(Railgun3D)。该程序可描述电磁发射过程中电磁加载、欧姆加热、电枢运动等物理过程,为电磁发射系统的设计提供参考。对使用电磁轨道炮三维电热力耦合数值模拟程序的计算结果与经验公式计算以及串联增强型电磁轨道炮发射的试验结果进行了比较和分析,结果表明:所开发的程序不仅能模拟电磁发射过程,还能给出发射中电、热、力参数的变化,有助于提高对电磁发射过程的理解,可为电磁发射器的设计提供参考。     

地面站对月球探测器的导航

针对一个从地球停泊轨道出发绕地月飞行的月球探测器 ,讨论地面站对月球探测器导航的几个问题 ,包括观测方式的选取、地面站的分布、制导点的调整、导航精度等。结果表明仅依靠局域的地面站 ,采用测距的方式 ,可以对探测器进行实时导航。研究的方法和结果可供月球探测实际工程参考     

我们把探月卫星当宝贝——“嫦娥二号”卫星系统总指挥张廷新、副总指挥太萍谈确保卫星质量

<正>"嫦娥二号"探月发射前夕,"嫦娥二号"卫星系统总指挥张廷新、副总指挥太萍接受本刊记者采访,介绍了在卫星研制过程中如何确保进度和质量等问题,畅谈了各自的切身感受。他们深情地说,我们把探月卫星当成自己的宝贝。记者:"嫦娥二号"卫星的主要功能是什么?张廷新:"嫦娥二号"卫星主要有两大功能:验证、探测。验证直接入轨技术、轨道机动技术、X频段的测控技术、高分辨率成像技术等;在100公里环月轨道对整个月球进行探测,尤其要对"嫦娥三     

电磁轨道炮不同截面轨道的特性分析

轨道是电磁轨道炮的重要部件,其性能优劣直接影响轨道炮的发射性能。在传统矩形截面轨道的基础上,设计了凸形和凹形两种不同截面形状的轨道,求解了等高等面积条件下每一种截面的惯性矩,得到了截面参数的最优解。对于每种不同的形状,利用有限元软件MAXWELL对轨道表面电流密度分布进行了三维数值仿真。通过对不同形状轨道的机械和电流特性的对比分析得出:凸形截面轨道具有最大的惯性矩,可以提高电枢的临界速度;而且轨道表面电流密度分布最均匀,枢轨间电接触性能和电流密度分布最好,能很好地抑制烧蚀和电枢局部熔化,因此更适合用于电磁轨道发射。