月面大范围探测功能需求分析及其研究现状

发布时间：2021-08-25 07:39

　　为满足月面大范围探测任务中千公里级探测范围要求,分析了月面大范围探测应满足的基本任务和功能,通过对行星探测器研究现状和发展状况的调查研究,得到了实现大范围探测的4种潜在技术途径。结合月面大范围探测器的任务和功能需求,确定月面飞行器方案为大范围探测的最优方案。该方案能够满足要求,为大范围探测前期研究提供可靠参考。 

【文章来源】：载人航天. 2020,26(05)北大核心CSCD

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【部分图文】：

图1 月球车折叠状态

NASA喷气推进实验室在2014年首次公开了一款概念型的小型无人火星直升机,如图2所示。这种直升机外形近似立方体,边长为10 cm,整机质量约为1.8 kg,采用双旋翼共轴串列布局,长为1.2 m,旋翼轴的转速为2800 r/min。最新的原理样机已于2017年底成功进行了火星大气环境模拟试验,设计的飞行次数不超过5次,每次可飞行600 m左右,在飞行过程中能定位许多值得研究的目标[13]。这种低空侦查直升机可以对火星车进行领航,为火星车的移动探测提供最佳路线。2018年美国已正式宣布将该项目纳入到火星2020探测器项目任务中。3.2.2 空中区域性环境探测(ARES)火星飞行器

2004 年美国提出了空中区域性环境探测计划(Aerial Regional-scale Environmental Survey),并进行了原理样机的地面验证试验。由于火星表面大气稀薄,故采用火箭发动机为动力源,以克服相关难题。以飞行的方式可以到达一些极端复杂区域进行探测,对火星实现较为全面的覆盖。得益于翼身融合技术和较大的展弦比,ARES飞行器拥有良好的气动特性,可在火星表面完成较大范围的一次性探测任务。通过其携带的高分辨率摄像机,可以在飞行过程中得到高分辨率图像数据。飞行器以Li-SO2电池为电子设备供电,以双组元液体火箭发动机为动力装置,故不可重复使用。飞行器由进入舱携带进入火星大气,在离地 8 km 处同进入舱分离并减速下降,并在离地 2 km 时进入巡航飞行状态,巡航速度为 145 m/s,飞行时间约为 1 h,航程最大可达600 km[14-16]。ARES 飞行器的飞行效果和总体任务路线如图3所示。3.2.3 火星滑翔机

【参考文献】：
期刊论文
[1]“创世纪”——全球首个非政府月球探测任务分析[J]. 王帅,张博.  国际太空. 2019(04)
[2]期待空间探索的“创世纪”[J]. 关毅.  自然杂志. 2019(02)
[3]国外地外天体漫游车发展状况研究[J]. 吴爽,张扬眉.  国际太空. 2012(08)
[4]载人月球车移动系统综述及关键技术分析[J]. 邓宗全,范雪兵,高海波,丁亮.  宇航学报. 2012(06)
[5]月壤的物理和机械性质[J]. 郑永春,欧阳自远,王世杰,邹永廖.  矿物岩石. 2004(04)
[6]我国月球探测的总体科学目标与发展战略[J]. 欧阳自远.  地球科学进展. 2004(03)



本文编号：3361691