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小行星探测发展综述 被引量:37
1
作者 张荣桥 黄江川 +2 位作者 赫荣伟 耿言 孟林智 《深空探测学报》 2019年第5期417-423,455,共8页
小天体上保存着太阳系形成初期的原始成分,同时可能蕴含着地球生命与水起源的重要线索,是研究太阳系起源和演化历史的活化石。近年来,小行星探测已成为主要航天国家深空探索领域的重点发展目标之一。简要总结了国际上小天体探测历程,对... 小天体上保存着太阳系形成初期的原始成分,同时可能蕴含着地球生命与水起源的重要线索,是研究太阳系起源和演化历史的活化石。近年来,小行星探测已成为主要航天国家深空探索领域的重点发展目标之一。简要总结了国际上小天体探测历程,对小行星探测的研究和发展趋势进行了综述,重点探讨了未来小行星探测任务面临的主要关键技术,并对中国后续开展小行星探测活动提出了相关建议。 展开更多
关键词 小行星探测 关键技术 发展综述
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不规则小行星引力场内的飞行动力学 被引量:16
2
作者 李俊峰 曾祥远 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期429-451,共23页
小行星探测是当前深空探测的主要方向之一,具有重要的科学意义.绝大多数小行星引力场极不规则,探测器在小行星附近运动形态复杂多样.由于同时受到中心引力、快速自旋的不规则形状摄动力、以及光压摄动等作用,探测器容易与小行星发生碰... 小行星探测是当前深空探测的主要方向之一,具有重要的科学意义.绝大多数小行星引力场极不规则,探测器在小行星附近运动形态复杂多样.由于同时受到中心引力、快速自旋的不规则形状摄动力、以及光压摄动等作用,探测器容易与小行星发生碰撞或逃逸.概述小行星研究现状和不规则引力场建模方法.重点介绍不规则引力场内动力学特性,包括引力平衡点、局部流形、自然周期轨道和悬停探测轨道等,尝试提出新的研究方向. 展开更多
关键词 小行星探测 不规则引力场 局部流形 周期轨道 悬停轨道
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载人探测小行星的目标星选择 被引量:10
3
作者 王悦 刘欢 +1 位作者 王开强 张柏楠 《航天器工程》 2012年第6期30-36,共7页
小行星探测具有目标多样化的特点,通过对小行星的相关物理特性进行分析和归类,以及国内外研究情况,从探测任务的安全性、技术可行性和探测价值3个方面,讨论提出了适于我国开展载人探测的选星方法和原则;按照技术可行性由易至难,将候选... 小行星探测具有目标多样化的特点,通过对小行星的相关物理特性进行分析和归类,以及国内外研究情况,从探测任务的安全性、技术可行性和探测价值3个方面,讨论提出了适于我国开展载人探测的选星方法和原则;按照技术可行性由易至难,将候选星分为3类,分别提出了相应的约束条件和优选条件,筛选出候选星;根据部分目标星轨道设计结果,结合未来运载器的发展规划,对这3类小行星的探测任务特点进行了分析,给出了针对性建议,结果可为我国制定载人小行星探测的战略规划提供参考。 展开更多
关键词 小行星 载人探测 目标星 约束条件
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我国小行星探测发展思路及关键技术探讨 被引量:11
4
作者 朱恩涌 孙国江 +2 位作者 果琳丽 左光 陈冲 《航天器工程》 2012年第3期96-100,共5页
介绍了国外小行星探测的发展状况,指出小行星探测正从飞越和伴飞探测向表面软着陆取样返回探测发展,从无人探测向载人探测发展,向多目标探测以及与新技术验证相结合的发展趋势和特点。提出我国小行星探测应分4步走的发展规划和发展思路... 介绍了国外小行星探测的发展状况,指出小行星探测正从飞越和伴飞探测向表面软着陆取样返回探测发展,从无人探测向载人探测发展,向多目标探测以及与新技术验证相结合的发展趋势和特点。提出我国小行星探测应分4步走的发展规划和发展思路建议,并论述了小行星探测包括载人小行星探测需要解决的轨道设计、自主采样等关键技术。以上建议和研究可为我国制定小行星深空探测战略规划提供参考。 展开更多
关键词 小行星探测 发展态势 发展思路 关键技术 建议
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嫦娥探测器轨道测定中的科学与技术问题 被引量:10
5
作者 唐歌实 《飞行器测控学报》 CSCD 2013年第3期189-195,共7页
嫦娥探测器轨道测定技术既是成功完成工程任务的基础,也对月球科学研究起着重要作用。嫦娥探测器的轨道测定与地球航天器的轨道测定有诸多不同之处,本文介绍了绕月球探测与绕地球探测在测定轨技术方面的差异,并介绍了基于"嫦娥一号... 嫦娥探测器轨道测定技术既是成功完成工程任务的基础,也对月球科学研究起着重要作用。嫦娥探测器的轨道测定与地球航天器的轨道测定有诸多不同之处,本文介绍了绕月球探测与绕地球探测在测定轨技术方面的差异,并介绍了基于"嫦娥一号"、"嫦娥二号"月球探测器建立月面地形以及月球重力场模型的研究进展,最后分析了"嫦娥二号"平动点飞行试验以及小行星探测试验的测定轨能力。这些技术不仅在月球探测工程中起到关键作用,对我国后续深空探测也有很好的借鉴意义。 展开更多
关键词 嫦娥探测器 测定轨技术 月球重力场 月面地形 小行星探测
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深空自主光学导航观测小行星选取方法研究 被引量:10
6
作者 张晓文 王大轶 黄翔宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期947-952,共6页
深空探测转移轨道段的自主光学导航一般以小行星作为观测量来源。为了选出可观测的小行星,分析了小行星用于导航的限制因素,给出了视星等、太阳相角、视运动、三星概率、探测器与小行星距离和视线夹角等选取标准;然后,为了从多颗可观测... 深空探测转移轨道段的自主光学导航一般以小行星作为观测量来源。为了选出可观测的小行星,分析了小行星用于导航的限制因素,给出了视星等、太阳相角、视运动、三星概率、探测器与小行星距离和视线夹角等选取标准;然后,为了从多颗可观测小行星中选出最优组合,以提高导航精度,基于滤波误差协方差分析,给出了一种可量化的选取最优小行星组合的方法,该方法只与小行星到探测器距离和视线夹角有关;最后,参照"深空一号"飞行方案进行了仿真验证。分析和仿真结果表明该方法可有效提高导航精度。 展开更多
关键词 自主光学导航 小行星 深空探测 协方差分析
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面向小推力变轨的天文组合自主导航方法 被引量:10
7
作者 马广富 王伟 +3 位作者 张伟 黄庆龙 彭玉明 张晓 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1166-1174,共9页
针对小行星探测任务对导航系统自主性强、实时性高的需求,研究了一种面向小推力变轨的天文组合自主导航方法。根据工程实践分析并建立了电推进变轨过程中的动力学模型,给出了天文测角测速组合的小行星探测自主导航方案。为克服小行星探... 针对小行星探测任务对导航系统自主性强、实时性高的需求,研究了一种面向小推力变轨的天文组合自主导航方法。根据工程实践分析并建立了电推进变轨过程中的动力学模型,给出了天文测角测速组合的小行星探测自主导航方案。为克服小行星探测器推力的不确定性,提出了采用自适应交互式多模型无迹卡尔曼滤波(AIMM-UKF)算法,以较少的模型个数实现对导航系统状态的覆盖,克服了模型集合先验信息不准确对导航精度的影响,提高了组合导航系统的鲁棒性和抗干扰能力。最后,通过数学仿真对组合导航算法的性能进行了验证,结果表明本文提出的组合导航方法估计精度更高、计算消耗更小,可满足小行星探测工程任务对导航系统自主性、实时性和高精度的需求。 展开更多
关键词 小行星探测 天文导航 小推力变轨 无迹卡尔曼滤波 测角测速
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离子推力器多模式化研究 被引量:10
8
作者 赵以德 吴宗海 +5 位作者 张天平 耿海 李娟 李建鹏 孙小菁 杨浩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期187-193,共7页
为了实现离子推力器多模式化,分析了离子推力器功率宽范围调节限制因素,提出了两种宽范围调节策略;针对我国小行星探测任务,完成了30cm多模式离子推力器研制、功率宽范围调节限制条件确定、以及两种调节策略下多模式工作点设计及对比研... 为了实现离子推力器多模式化,分析了离子推力器功率宽范围调节限制因素,提出了两种宽范围调节策略;针对我国小行星探测任务,完成了30cm多模式离子推力器研制、功率宽范围调节限制条件确定、以及两种调节策略下多模式工作点设计及对比研究。结果显示,通过降低放电室磁场强度可延伸离子推力器最小稳定工作功率,提高束流均匀性,实现离子推力器更宽功率范围多工作点设计;功率宽范围调节主要是屏栅电压和束电流的宽范围调节,二者通过栅极导流系数限制和交叉限制而约束;推力随功率增加呈线性增加关系,比冲随功率的增加总体上呈先快速增加后趋于稳定的趋势;30cm多模式离子推力器在0.25kW^5kW内稳定工作,推力10mN^186mN,比冲1522s^3586s。 展开更多
关键词 小行星探测 离子推力器 多模式 功率宽范围调节策略 束电流密度均匀性
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星球探测机器人研究现状与发展展望 被引量:4
9
作者 于登云 潘博 马超 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期633-643,共11页
在简述星球探测机器人分类及其特点的基础上,首先对人类深空探测活动发展的各型星球探测机器人进行了总结分析,然后以月球、火星及小行星探测为例,分析了中国后续深空探测任务发展对星球探测机器人的需求与挑战,提出了星球探测机器人未... 在简述星球探测机器人分类及其特点的基础上,首先对人类深空探测活动发展的各型星球探测机器人进行了总结分析,然后以月球、火星及小行星探测为例,分析了中国后续深空探测任务发展对星球探测机器人的需求与挑战,提出了星球探测机器人未来发展所急需突破的主要关键技术,为后续研究工作及相关工程建设提供参考。 展开更多
关键词 星球探测机器人 月球探测 火星探测 小行星探测
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面向自主运行的深空探测航天器体系结构设计及自主任务规划方法 被引量:9
10
作者 冯小恩 李玉庆 +3 位作者 杨晨 何熊文 徐勇 朱立颖 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2035-2041,共7页
传统的航天器运行管控方式严重依赖地面指控、人力成本耗费大且对任务响应时间长,难以满足深空探测远距离通信时延突出的任务特点,航天器的智能化水平亟待进一步提高.本文通过对航天器自主运行问题进行系统地分析,提出一种基于多智能体... 传统的航天器运行管控方式严重依赖地面指控、人力成本耗费大且对任务响应时间长,难以满足深空探测远距离通信时延突出的任务特点,航天器的智能化水平亟待进一步提高.本文通过对航天器自主运行问题进行系统地分析,提出一种基于多智能体的航天器自主运行的体系结构,面向自主系统结构、运行流程等进行了设计.重点针对小行星探测任务,提出了一种包含平台和载荷任务管理的两阶段航天器自主任务规划算法设计方案,能够实现平载一体的航天器自主任务管理,根据高级任务目标输出完整的指令序列.并通过自主任务规划仿真,对相关算法和模型的正确性和可行性进行了可视化验证和分析,为航天器自主运行技术研究提供了一种有益的思路和方法. 展开更多
关键词 深空探测 航天器自主运行 智能规划与调度 体系结构设计 小行星探测
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强不规则天体引力场中的动力学研究进展 被引量:7
11
作者 姜宇 宝音贺西 《深空探测学报》 2014年第4期250-261,共12页
小行星探测与彗星探测是深空探测的重要方面。一般来说,小行星和彗星因质量都不足以使得万有引力克服应力达到流体静力学平衡,而具有强不规则的外形。研究强不规则天体引力场中的动力学行为及其内在机制,是探测器被不规则天体捕获并对... 小行星探测与彗星探测是深空探测的重要方面。一般来说,小行星和彗星因质量都不足以使得万有引力克服应力达到流体静力学平衡,而具有强不规则的外形。研究强不规则天体引力场中的动力学行为及其内在机制,是探测器被不规则天体捕获并对其形成近距离探测轨道的基础。从引力场模型和动力学行为两个方面综述了强不规则天体引力场中动力学的研究进展,在引力场模型的研究方面介绍了强不规则天体引力场建模的球谐函数摄动展开模型、简单特殊体模型及多面体模型的研究现状,在动力学机制的研究方面介绍了强不规则天体引力场中的周期轨道和拟周期轨道、平衡点、流形、分岔与共振以及混沌运动的研究现状,指出了这些方面研究的重点与难点。分析了强不规则体引力场中动力学的研究趋势。 展开更多
关键词 强不规则天体 小行星探测 彗星探测 宇航动力学 动力学规律
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目标小行星自主光学搜索策略
12
作者 穆硕 刘辉 +4 位作者 宋家隆 韩柠 段耀武 柳澍暄 宝音贺西 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1555-1564,共10页
近些年来,小行星研究备受关注。小行星不仅具有重要的科研与经济价值,同时也是威胁地球安全的因素之一。对于直径较小或观测数据较少的小行星,其探测和防御任务更具挑战。该文结合中国首个小行星撞击任务,针对定轨误差较大的小直径目标... 近些年来,小行星研究备受关注。小行星不仅具有重要的科研与经济价值,同时也是威胁地球安全的因素之一。对于直径较小或观测数据较少的小行星,其探测和防御任务更具挑战。该文结合中国首个小行星撞击任务,针对定轨误差较大的小直径目标小行星,利用光学相机开展撞击任务最终阶段的目标搜索方案研究。该文考虑光学相机性能、星载计算性能以及机动时间等限制因素,设计了一种可最大化单次成像面积的目标搜索方案,并给出了不同搜索次数可覆盖面积的解析表达式,利用几何关系证明推导了不同视野位置的递推计算方法。Monte Carlo数值仿真结果验证了方案的有效性,其搜索成功率可达100%。 展开更多
关键词 小行星探测 小行星撞击 光学搜索 区域搜索
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基于天文测角测速组合的小行星探测器自主导航方法 被引量:7
13
作者 张伟 黄庆龙 陈晓 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2019年第8期88-97,共10页
自主导航是保障深空探测任务顺利实施的关键技术之一,本文针对小行星探测器在实际工程任务中对天文自主导航能力的需求,提出了天文光谱测速结合天文图像测角的组合自主导航方法,实现小行星探测器连续自主、实时高精度导航.以主带小行星... 自主导航是保障深空探测任务顺利实施的关键技术之一,本文针对小行星探测器在实际工程任务中对天文自主导航能力的需求,提出了天文光谱测速结合天文图像测角的组合自主导航方法,实现小行星探测器连续自主、实时高精度导航.以主带小行星谷神星探测任务为背景,分析了本文所提出的组合导航方法的可观测性,并基于UKF算法,给出了组合导航系统仿真分析.仿真结果表明,组合导航系统的可观测性更好,对比传统的地面无线电导航或者测角导航方法,导航结果精度更高、实时性更优,可为小行星探测器变轨修正等提供准确的导航信息.本文所给出的组合导航方法有效可靠、工程实现简单,为我国小行星探测工程任务及后续深空重大任务的实施提供参考. 展开更多
关键词 小行星探测 组合导航 测速导航 光谱频移 自主导航
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Design and optimization of a trajectory for Moon departure Near Earth Asteroid exploration 被引量:7
14
作者 CHEN Yang BAOYIN HeXi LI JunFeng 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2011年第4期748-755,共8页
The lunar probe often has some remaining fuel on completing the predefined Moon exploration mission and may carry out some additional tasks from the Moon orbit using the fuel.The possibility for the lunar probe to esc... The lunar probe often has some remaining fuel on completing the predefined Moon exploration mission and may carry out some additional tasks from the Moon orbit using the fuel.The possibility for the lunar probe to escape from the Moon and the Earth is analyzed.Design and optimization of the trajectory from the Moon orbit to the Near Earth Asteroids (NEAs) using the spacecraft's residual fuel is studied.At first,the semi-major axis,inclinations and the phase relations with the Earth of all the numbered NEAs are investigated to preliminarily select the possible targets.Based on the Sun-centered two-body problem,the launch window and the asteroid candidates are determined by calculating the minimum delta-v for two-impulse rendezvous mission and one-impulse flyby mission,respectively.For a precise designed trajectory,a full ephemeris dynamical model,which includes gravities of the Sun,the planets and the Moon,is adopted by reading the JPL ephemeris.The departure time,arrival time,burning time duration and thrust angles are set as variables to be designed and optimized.The optimization problem is solved via the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm.Moreover,two feasible NEA flyby missions are presented. 展开更多
关键词 trajectory design full ephemeris model Near Earth asteroid exploration Particle Swarm Optimization
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小天体探测器着陆附着技术研究 被引量:7
15
作者 王立武 戈嗣诚 蒋万松 《航天返回与遥感》 CSCD 2019年第3期14-23,共10页
探测器着陆附着技术是小天体探测任务中的关键性技术,关系到任务的成败。文章介绍了美国、欧洲、日本已先期开展的部分小行星、彗星等小天体探测任务,对国内外小天体探测着陆附着技术的研究现状进行了说明。分析了北京空间机电研究所提... 探测器着陆附着技术是小天体探测任务中的关键性技术,关系到任务的成败。文章介绍了美国、欧洲、日本已先期开展的部分小行星、彗星等小天体探测任务,对国内外小天体探测着陆附着技术的研究现状进行了说明。分析了北京空间机电研究所提出的一种用于小行星表面勘测的新概念着陆附着系统,并进行了可控重复附着功能设计和试验,结果表明,新系统能够实现在厘米级粗糙尺度的小行星硬质表面可靠附着。由于新系统的附着模块采用了仿生甲虫爪刺抓附原理设计,其着陆缓冲模块展开折叠比高、着陆稳定性强,研究成果可以为中国小行星探测任务提供技术支撑。 展开更多
关键词 锚定系统 爪刺附着机构 着陆附着 小天体探测
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Routing the asteroid surface vehicle with detailed mechanics 被引量:5
16
作者 Yang Yu He-Xi Baoyin 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第3期301-309,共9页
The motion of a surface vehicle on/above an irregular object is inv.estigated for a potential interest in the insitu explorations to asteroids of the solar system. A global valid numeric method, including detailed gra... The motion of a surface vehicle on/above an irregular object is inv.estigated for a potential interest in the insitu explorations to asteroids of the solar system. A global valid numeric method, including detailed gravity and geo- morphology, is developed to mimic the behaviors of the test particles governed by the orbital equations and surface cou- pling effects. A general discussion on the surface mechanical environment of a specified asteroid, 1620 Geographos, is presented to make a global evaluation of the surface vehicle's working conditions. We show the connections between the natural trajectories near the ground and differential features of the asteroid surface, which describes both the good and bad of typical terrains from the viewpoint of vehicles' dynamic performances. Monte Carlo simulations are performed to take a further look at the trajectories of particles initializing near the surface. The simulations reveal consistent conclusions with the analysis, i.e., the open- field flat ground and slightly concave basins/valleys are the best choices for the vehicles' dynamical security. The dependence of decending trajectories on the releasing height is studied as an application; the results show that the pole direction (where the centrifugal force is zero) is the most stable direction in which the shift of a natural trajectory will be well limited after landing. We present this work as an example for pre-analysis that provides guidance to engineering design of the exploration site and routing the surface vehicles. 展开更多
关键词 asteroid exploration Numeric model MORPHODYNAMICS 1620 Geographos Path planning
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小行星环境特性分析与研究现状 被引量:5
17
作者 王兴 刘建军 《航天器环境工程》 2019年第6期533-541,共9页
小行星环境特性不仅是小行星科学研究的基础,也是在设计小行星工程任务时所要综合考虑的关键因素。文章通过对现有的研究资料进行总结,从空间环境、表面环境和内部环境3个方面阐述了小行星的环境特性;最后,对中国国家航天局公布的我国... 小行星环境特性不仅是小行星科学研究的基础,也是在设计小行星工程任务时所要综合考虑的关键因素。文章通过对现有的研究资料进行总结,从空间环境、表面环境和内部环境3个方面阐述了小行星的环境特性;最后,对中国国家航天局公布的我国首次小行星探测任务的探测目标——近地小行星(469219)2016HO3和主带彗星133P/Elst-Pizarro的特点进行了简要介绍。 展开更多
关键词 小行星 空间环境 表面环境 内部环境 小行星探测
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Characteristics and close-range exploration methods of near- Earth asteroid 2016HO_(3)
18
作者 He Zhang Fei Li +3 位作者 Linzhi Meng Fuming Zeng Xiaoyu Jia Yu’ang Liu 《Astronomical Techniques and Instruments》 CSCD 2024年第1期42-51,共10页
The characteristics of asteroids are vital parameters for planning asteroid exploration missions.These characteristics have been explored in close range for some typical asteroids,and are summarized in the article.Thi... The characteristics of asteroids are vital parameters for planning asteroid exploration missions.These characteristics have been explored in close range for some typical asteroids,and are summarized in the article.This allows estimates of the characteristics of asteroid 2016HO_(3),the target of the first Chinese asteroid exploration mission,Tianwen 2.We obtain 80 characteristic parameters in 9 categories and analyze their impacts on the mission.By comparing three close-range exploration modes,we provide advantages and disadvantages of each,and propose suitable methods for the exploration of 2016HO_(3).Owing to the weak gravity and small size of 2016HO_(3),a combination of multiple hovering positions and active orbiting is recommended for scientific exploration. 展开更多
关键词 Near-Earth asteroid 2016HO_(3) Tianwen 2 Close-range exploration CHARACTERISTICS
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高开采价值小行星探测目标选择探讨
19
作者 林亲 王超 姚伟 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期89-97,共9页
随着全球金属消费量不断攀升和地球能源日渐紧缺,开发利用小行星资源已成为有效解决矿产资源和能源储备问题的主要探索途径之一。首先根据小行星自身价值、开采利润和成本效益等,从众多小行星中筛选出高开采价值的目标范围;再综合分析... 随着全球金属消费量不断攀升和地球能源日渐紧缺,开发利用小行星资源已成为有效解决矿产资源和能源储备问题的主要探索途径之一。首先根据小行星自身价值、开采利润和成本效益等,从众多小行星中筛选出高开采价值的目标范围;再综合分析轨道特性、尺寸大小和自转周期等约束因素对小行星探测可行性的影响,从技术限制角度筛选出未来几十年能实现开采的目标范围;最后,融合高开采价值和特定时间下低技术限制的初选目标,并从发射窗口、目标资源、成本效益和最小速度增量等方面对各目标进行更为详细的比对分析,优选出适合不同时间段探测任务的空间探测对象,从而为未来几十年高开采价值小行星探测目标选择提供参考。 展开更多
关键词 小行星探测 近地小行星 目标选择 高开采价值 成本效益
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“天问二号”任务科学目标和有效载荷配置
20
作者 李春来 刘建军 +4 位作者 任鑫 严韦 张舟斌 李海英 欧阳自远 《深空探测学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期304-310,共7页
回顾了近30年国际上小行星探测任务的科学目标和载荷配置。在总结小行星探测主要科学问题的基础上,对中国行星探测工程“天问二号”探测任务的对象选择、科学目标和有效载荷配置进行了论述。围绕实现科学目标探测,并提出了相应的科学研... 回顾了近30年国际上小行星探测任务的科学目标和载荷配置。在总结小行星探测主要科学问题的基础上,对中国行星探测工程“天问二号”探测任务的对象选择、科学目标和有效载荷配置进行了论述。围绕实现科学目标探测,并提出了相应的科学研究内容和有效载荷技术指标。 展开更多
关键词 天问二号 小行星探测 科学目标 有效载荷
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