载人登月飞行器高速返回再入制导技术研究 被引量：20

1

作者 胡军 张钊 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1678-1685,共8页

返回再入段是载人登月任务完成后,保证宇航员安全返回地球的关键阶段,其跳跃式再入制导方法的研究是我国载人登月任务需要突破的一项重要关键技术.由于探月返回飞行器速度极高,其弹道特性与神舟飞船一类的近地轨道返回的飞行器有较大差... 返回再入段是载人登月任务完成后,保证宇航员安全返回地球的关键阶段,其跳跃式再入制导方法的研究是我国载人登月任务需要突破的一项重要关键技术.由于探月返回飞行器速度极高,其弹道特性与神舟飞船一类的近地轨道返回的飞行器有较大差别,也给制导导航与控制(简称GNC,以下同)系统设计带来较大挑战.与无人再入飞行器相比,载人飞行器需要具备防过载超限能力、大范围再入航程适应能力、高精度落点控制能力.为了满足上述要求,本文提出了一套基于全系数自适应校正的预测制导方案.在再入前,通过对基本倾侧角进行校正,提高了规划弹道对再入初始条件散布的适应性;再入后利用外环的预测与全系数自适应校正实现对规划弹道的持续修正,保证规划弹道与飞行器状态的匹配性,内环则采用短周期的弹道跟踪制导;对于横向制导,本文给出和比较了采用实时漏斗制导律、独立预测–校正制导律方案以及横航向独立自校正和耦合自校正方案. 展开更多

关键词 载人登月 跳跃式再入 预测制导 全系数自适应 弹道规划

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载人登月飞行方案研究 被引量：18

2

作者 彭祺擘 李桢 李海阳 《上海航天》 2012年第5期14-19,72,共7页

根据载人登月任务有无地球轨道和月球轨道交会对接,将登月途径分为地球轨道交会-月球轨道交会、地球轨道交会-直接返回、地球轨道不交会-月球轨道交会,以及地球轨道不交会-月球轨道不交会四类,并对各自可能的演变登月方式进行了分析。... 根据载人登月任务有无地球轨道和月球轨道交会对接,将登月途径分为地球轨道交会-月球轨道交会、地球轨道交会-直接返回、地球轨道不交会-月球轨道交会,以及地球轨道不交会-月球轨道不交会四类,并对各自可能的演变登月方式进行了分析。对载人登月的质量规模及运载火箭需求进行了分析,讨论并比较了一次发射、基于环月轨道交会组装和基于近地轨道交会组装方案的时间窗口和登月方案,并给出了建议。研究可为我国载人登月任务方案选取提供参考。 展开更多

关键词 载人登月 交会对接 运载火箭 发射窗口

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现代“嫦娥奔月”的技术途径设想 被引量：13

3

作者 龙乐豪 容易 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2008年第1期1-7,共7页

探索宇宙,登上月球,是中华民族的千年梦想,"嫦娥奔月"的神话故事就是最好的证明。在总结国外载人登月技术的基础上,对比分析了4种载人登月方式对应的运载系统的初步方案,提出采用环月轨道交会对接方式,可望在2030年前后实现... 探索宇宙,登上月球,是中华民族的千年梦想,"嫦娥奔月"的神话故事就是最好的证明。在总结国外载人登月技术的基础上,对比分析了4种载人登月方式对应的运载系统的初步方案,提出采用环月轨道交会对接方式,可望在2030年前后实现中国人安全地登上月球并返回地球的梦想。 展开更多

关键词 载人登月 运载系统 技术途径

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载人登月轨道研究综述 被引量：7

4

作者 宝音贺西 李京阳 《力学与实践》 北大核心 2015年第6期665-673,共9页

21世纪初叶,美国星座计划、欧洲曙光计划以及中国嫦娥工程计划的相继提出,彻底拉开了人类重返外太空的序幕,载人登月也被赋予了全新的涵义和使命.探测内容的多样化,轨道设计的复杂精细化,宇航员安全保障的突出化,进一步加大了载人登月... 21世纪初叶,美国星座计划、欧洲曙光计划以及中国嫦娥工程计划的相继提出,彻底拉开了人类重返外太空的序幕,载人登月也被赋予了全新的涵义和使命.探测内容的多样化,轨道设计的复杂精细化,宇航员安全保障的突出化,进一步加大了载人登月工程任务设计的复杂度与难度.文中分别从载人登月轨道整体、地月转移轨道、空间交会对接以及全月面到达这4个方向介绍载人登月当前研究进展与现状,并列举了各研究领域的相关热点问题.基于对上述研究现状的分析,尝试展望了该研究领域未来的发展趋势. 展开更多

关键词 载人登月 地月转移轨道 交会对接 全月面覆盖

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载人登月任务航天员地质学训练综述

5

作者 赵静 黄伟芬 +3 位作者 张贵平 管春磊 张相 姚志 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第1期121-128,共8页

针对中国载人登月任务航天员训练任务分析的需要,综述了NASA在阿波罗号登月任务时期及近期航天员的地质训练情况,以及ESA行星模拟地质学和天体生物学训练进展;另外,还介绍了中国航天员地质学训练情况,以及国内地质学教育主要课程和方法... 针对中国载人登月任务航天员训练任务分析的需要,综述了NASA在阿波罗号登月任务时期及近期航天员的地质训练情况,以及ESA行星模拟地质学和天体生物学训练进展;另外,还介绍了中国航天员地质学训练情况,以及国内地质学教育主要课程和方法。在此基础上,进一步探讨了中国载人登月任务航天员地质学训练的必要性、训练设计要求和训练实施要求,并对中国载人登月任务航天员地质学训练进行了展望。 展开更多

关键词 载人登月 航天员训练 地质学 科考

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基于模型的载人登月全寿命周期故障管理方法

6

作者 彭祺擘 胡云鹏 +1 位作者 武新峰 张海联 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1386-1395,共10页

故障管理是管控复杂系统风险的重要途径,需要在系统研制、应用各个阶段开展相应的工作。随着基于模型的系统工程(MBSE)在航天领域的应用,也必须将基于模型的故障管理纳入到系统发展的全寿命周期之中。以载人登月任务为背景,结合MBSE方... 故障管理是管控复杂系统风险的重要途径,需要在系统研制、应用各个阶段开展相应的工作。随着基于模型的系统工程(MBSE)在航天领域的应用,也必须将基于模型的故障管理纳入到系统发展的全寿命周期之中。以载人登月任务为背景,结合MBSE方法论和传统的故障管理方法,从技术层面提出了贯穿于载人登月任务全寿命周期的任务级故障管理方法,包括基于模型的故障管理概念设计、架构设计、需求分析与捕获、需求验证与确认、故障评估与分析、操作和维护。并详述了在MBSE背景下上述内容的实现方式。最后从载人登月任务层的视角,给出了全寿命周期下基于模型的故障管理过程,为未来载人登月任务的故障管理提供了一套可行的实施框架。 展开更多

关键词 基于模型的系统工程(MBSE) 故障管理 载人登月 可靠性和安全性分析

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银河宇宙射线对登月航天员辐射危险分析 被引量：3

7

作者 贾向红 许峰 +6 位作者 白延强 吴大尉 杨成佳 蒋睿 黄增信 马洪波 宗秋刚 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期410-414,共5页

人类对空间的探索从近地轨道向深空延伸,空间辐射作为载人飞行中不可避免的有害环境因素倍受关注。由于飞往月球的过程中脱离了地球磁场的防护,并且月球表面几乎没有大气层及磁场,所以航天员在登月飞行中所遭遇的空间辐射环境与近地轨... 人类对空间的探索从近地轨道向深空延伸,空间辐射作为载人飞行中不可避免的有害环境因素倍受关注。由于飞往月球的过程中脱离了地球磁场的防护,并且月球表面几乎没有大气层及磁场,所以航天员在登月飞行中所遭遇的空间辐射环境与近地轨道飞行有很大的差异。本文通过分析载人登月与近地轨道空间辐射环境及其对航天员辐射危险的不同,为载人登月项目实施中飞船和登月服工程设计、航天员辐射危险评价及防护措施的制定等提供参考依据。 展开更多

关键词 辐射 载人登月 航天员 危险分析

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载人登月近距离交会制导策略分析 被引量：2

8

作者 刘涛 王晓磊 +3 位作者 解永春 王高阳 李骥 杨巍 《载人航天》 CSCD 北大核心 2022年第5期569-575,共7页

针对载人登月任务需要兼顾正常交会和应急交会,交会制导方案必须适应近圆和椭圆等不同轨道类型的问题,通过分析比较LAMBERT制导、T-H制导和C-W制导性能,对载人登月近距离交会制导策略进行了分析。提出分段使用LAMBERT制导和C-W制导设计... 针对载人登月任务需要兼顾正常交会和应急交会,交会制导方案必须适应近圆和椭圆等不同轨道类型的问题,通过分析比较LAMBERT制导、T-H制导和C-W制导性能,对载人登月近距离交会制导策略进行了分析。提出分段使用LAMBERT制导和C-W制导设计近距离交会综合制导策略,数学仿真验证了所提出策略的有效性。研究表明:在寻的段LAMBERT制导的通用性更好,综合性能更具优势;而在接近段,C-W制导的综合性能更优。 展开更多

关键词 载人登月 近距离交会 制导策略 LAMBERT制导 T-H制导 C-W制导

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载人登月地月转移轨道快速设计及特性分析 被引量：2

9

作者 彭祺擘 沈红新 李海阳 《载人航天》 CSCD 2012年第3期18-24,40,共8页

分析了载人登月轨道设计的约束条件,在此基础上建立了地月转移轨道设计模型,给出了一种以地球出发轨道参数作为设计变量的轨道设计方法,结合月球星历得到了满足载人登月任务约束的轨道方案,并对载人登月任务地月转移轨道的工程特性进行... 分析了载人登月轨道设计的约束条件,在此基础上建立了地月转移轨道设计模型,给出了一种以地球出发轨道参数作为设计变量的轨道设计方法,结合月球星历得到了满足载人登月任务约束的轨道方案,并对载人登月任务地月转移轨道的工程特性进行了分析。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,其顺行求解的思路,可对载人登月轨道方案制定阶段的轨道特性做出有效分析。 展开更多

关键词 载人登月 地月转移轨道 轨道设计 约束条件 轨道特性

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级间设计人机联合探月方案 被引量：1

10

作者 张亚坤 李海阳 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期143-150,共8页

利用登月飞行器的级间组合设计方法对载人登月飞行器的构造进行设计,在级间方案的论证中分析了不同组装模式对运载火箭能力的需求,建立了航天员和机器人联合探测的载人登月方案。级间组合方法可为应转移飞行器和登月飞行器设计提供另一... 利用登月飞行器的级间组合设计方法对载人登月飞行器的构造进行设计,在级间方案的论证中分析了不同组装模式对运载火箭能力的需求,建立了航天员和机器人联合探测的载人登月方案。级间组合方法可为应转移飞行器和登月飞行器设计提供另一种思路,根据飞行器级间的不同组合方式对登月飞行器的质量规模进行了初步估算,并对比了不同飞行方案对运载火箭能力的需求,研究可为我国首次载人登月任务方案提供参考。 展开更多

关键词 载人登月 人机联合 登月飞行器 质量估计 飞行方案

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载人月球探测任务转移轨道及月面着陆区评估分析

11

作者 丁百慧 杨彬 +1 位作者 秦政 李爽 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1471-1482,共12页

面向载人月球探测转移轨迹与月面着陆区评估过程中约束繁杂、任务轨道计算与分析效率低、可靠性差等挑战,提出了基于伪状态理论和动态权值策略的载人月球探测任务转移轨道及月面着陆区评估分析方法。利用伪状态技术建立了载人月球探测... 面向载人月球探测转移轨迹与月面着陆区评估过程中约束繁杂、任务轨道计算与分析效率低、可靠性差等挑战,提出了基于伪状态理论和动态权值策略的载人月球探测任务转移轨道及月面着陆区评估分析方法。利用伪状态技术建立了载人月球探测任务转移轨道优化模型,实现了地月空间三体动力学模型下的高精度地月自由返回轨道和月球返回轨道的快速解算;同时,引入动态权值策略处理任务周期、窗口及速度增量、任务光照、再入返回等工程约束指标,建立了载人月球探测任务代价评估准则,给出了动态权值的取值区间。针对我国未来载人月球探测任务潜在着陆区的数值仿真结果表明,所提方法实现了月球候选着陆区的转移轨迹高效计算与综合代价评估排序。 展开更多

关键词 载人登月 轨道设计 任务代价评估 地月空间

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典型约束的载人登月自由返回轨道窗口存在性判据 被引量：1

12

作者 贺波勇 彭祺擘 +1 位作者 李恒年 曹鹏飞 《载人航天》 CSCD 北大核心 2022年第5期576-581,共6页

绕月自由返回轨道是载人登月任务试验期提高航天员安全返回地球能力的必要措施,典型约束条件下载人登月自由返回轨道窗口存在性判据是论证和决策任务具体年份和月份的重要基础工作。分析一组可能的典型工程约束条件:飞行模式、工程总体... 绕月自由返回轨道是载人登月任务试验期提高航天员安全返回地球能力的必要措施,典型约束条件下载人登月自由返回轨道窗口存在性判据是论证和决策任务具体年份和月份的重要基础工作。分析一组可能的典型工程约束条件:飞行模式、工程总体约束、运载火箭约束、载人飞船约束和地面测控支持约束等,提出基于双二体模型的轨道窗口存在性快速判据,将窗口存在性问题转化为含约束非线性规划问题求解。算例表明:该判据快速正确,可为载人登月工程论证和决策提供参考。 展开更多

关键词 载人登月 自由返回 轨道窗口 存在性判据 工程约束

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美载人登月任务中航天员健康防护措施的研究进展

13

作者 强静 管春磊 +1 位作者 徐宏 周鹏 《载人航天》 CSCD 2012年第3期46-50,共5页

航天员的健康与绩效对成功完成载人登月任务至关重要。为进一步理解星际飞行航天员的生理效应,开发对抗策略和方法,NASA开展了一系列的健康防护措施研究,以维持航天员在太空停留期间以及返回地球后的健康和工作能力。介绍了美国载人登... 航天员的健康与绩效对成功完成载人登月任务至关重要。为进一步理解星际飞行航天员的生理效应,开发对抗策略和方法,NASA开展了一系列的健康防护措施研究,以维持航天员在太空停留期间以及返回地球后的健康和工作能力。介绍了美国载人登月任务中航天员健康防护措施的研究目标和主要研究内容,并着重分析了近几年来该研究的主要进展,为我国航天医学的后续发展提供借鉴。 展开更多

关键词 健康防护措施 星际探索 航天员

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我国首次载人月球车任务需求分析 被引量：13

14

作者 罗小桃 张崇峰 +4 位作者 胡震宇 王卫军 刘殿富 袁勇 杨晓青 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第5期693-698,共6页

载人探月任务中,载人月球车在确保航天员安全的同时,需要有效拓展航天员月面活动范围、提高航天员月面工作效率。针对此问题,分析国内外载人月球车研究现状和技术特点,结合我国首次载人月面探测任务,从工作模式、安全、人因工程、高速... 载人探月任务中,载人月球车在确保航天员安全的同时,需要有效拓展航天员月面活动范围、提高航天员月面工作效率。针对此问题,分析国内外载人月球车研究现状和技术特点,结合我国首次载人月面探测任务,从工作模式、安全、人因工程、高速移动、平台保障、工程实现、后续扩展等方面分别开展论述,分析了我国首次载人月球车的任务需求,可作为首次载人月球车的设计参考。 展开更多

关键词 首次载人登月 月球车 需求分析 工作模式

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再入参数调整对登月航天器返回再入特性的影响 被引量：2

15

作者 闵学龙 潘腾 郭海林 《航天返回与遥感》 2010年第4期15-20,共6页

首先分析了再入参数调整对登月航天器返回再入运动特性的影响;然后利用自主编制的仿真软件,对再入参数调整的影响进行了仿真分析;最后在深入分析仿真结果的基础上,研究了再入参数变化对航天器再入过载、航程、飞行时间及落点散布等的具... 首先分析了再入参数调整对登月航天器返回再入运动特性的影响;然后利用自主编制的仿真软件,对再入参数调整的影响进行了仿真分析;最后在深入分析仿真结果的基础上,研究了再入参数变化对航天器再入过载、航程、飞行时间及落点散布等的具体影响规律,为后继进一步开展载人月球飞行相关任务的分析设计提供了有益参考。 展开更多

关键词 再入参数变化 再入运动特性 仿真 登月航天器

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基于双二体假设的载人登月混合轨道特性分析及设计 被引量：14

16

作者 黄文德 郗晓宁 王威 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期61-67,共7页

混合轨道是载人登月轨道的重要类型之一。利用混合轨道的组成特点,提出在双二体假设下以自由返回轨道为基础的混合轨道计算方法。主要对混合轨道的特性进行分析,给出混合轨道在能量消耗和飞行时间等方面的特性。在涉及月球运动的计算时... 混合轨道是载人登月轨道的重要类型之一。利用混合轨道的组成特点,提出在双二体假设下以自由返回轨道为基础的混合轨道计算方法。主要对混合轨道的特性进行分析,给出混合轨道在能量消耗和飞行时间等方面的特性。在涉及月球运动的计算时,考虑月球运动的非圆性,对传统双二体假设略作修改。给出混合轨道的设计实例,仿真结果验证了本文提出方法的有效性。 展开更多

关键词 载人登月 混合轨道 特性分析 双二体假设

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载人登月自由返回轨道与Hybrid轨道设计方法 被引量：12

17

作者 白玉铸 陈小前 李京浩 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期33-39,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 自由返回轨道 Hybrid轨道 载人登月 嫦娥工程 微分修正算法

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载人登月返回轨道发射窗口分析与设计 被引量：9

18

作者 黄文德 郗晓宁 王威 《飞行器测控学报》 2010年第3期48-53,共6页

将航天员安全送回地球是载人登月无论成功与否都必须执行的任务。本文建立了从环月轨道出发,以月地转移轨道为设计目标,满足轨道、光照、测控和地球再入等约束的发射窗口的计算模型;提出了从着月点窗口起算、逐步反推的发射窗口选择算... 将航天员安全送回地球是载人登月无论成功与否都必须执行的任务。本文建立了从环月轨道出发,以月地转移轨道为设计目标,满足轨道、光照、测控和地球再入等约束的发射窗口的计算模型;提出了从着月点窗口起算、逐步反推的发射窗口选择算法。最后,给出包括低纬/高纬、陆地/海洋四个回收场的月地转移轨道仿真算例。研究结果表明,在我国境内(包括近海)可以实现载人登月的陆地或海洋、低纬或高纬的回收。 展开更多

关键词 载人登月 发射窗口 月地返回轨道 回收场

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基于ACP方法的载人登月中止规划的计算实验研究 被引量：9

19

作者 黄文德 王威 +1 位作者 徐昕 郗晓宁 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期1794-1803,共10页

针对载人登月中止规划存在的不确定性因素,提出了基于ACP(Artificial systems,computational experiments,parallel execution)方法的载人登月中止规划框架,论述了该框架下人工系统和平行执行的初步设计,主要讨论了计算实验设计、分析... 针对载人登月中止规划存在的不确定性因素,提出了基于ACP(Artificial systems,computational experiments,parallel execution)方法的载人登月中止规划框架,论述了该框架下人工系统和平行执行的初步设计,主要讨论了计算实验设计、分析和验证过程.针对中止规划时中止点状态误差的不确定性,提出利用短时间的累积观测值确定中止点状态误差的计算实验方法,并应用模拟退火单纯形混合算法求解从载人登月轨道上任一点返回地球的中止机动方案.最后给出基于正交实验设计的计算实验示例性算例,验证本文提出方法的有效性. 展开更多

关键词 载人登月 平行系统 中止轨道 不确定性 中止规划 计算实验

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基于双二体假设的载人登月中止轨道特性分析 被引量：9

20

作者 黄文德 郗晓宁 王威 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期2067-2074,共8页

中止能力是载人登月出现故障时保障航天员安全返回地球的基础。针对混合轨道的中止需求,建立直接中止、多脉冲中止和借助自由返回轨道中止等三种中止方式的轨道计算模型。利用该模型,主要分析了中止轨道在能量需求(用ΔV表征)和返回飞... 中止能力是载人登月出现故障时保障航天员安全返回地球的基础。针对混合轨道的中止需求,建立直接中止、多脉冲中止和借助自由返回轨道中止等三种中止方式的轨道计算模型。利用该模型,主要分析了中止轨道在能量需求(用ΔV表征)和返回飞行时间等方面的特性。研究结果表明借助自由返回轨道中止所需能量只相当于最短返回时间直接中止的约1%～5%,但其返回飞行时间在初始段约为最短返回时间的7倍,并随地心距的增加而减小,直至与最短返回时间相当;多脉冲中止在能量需求和返回飞行时间方面均介于两者之间。仿真实例验证了三种中止轨道的有效性。 展开更多

关键词 载人登月 中止轨道 混合轨道 特性分析

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