“嫦娥二号”后续小行星飞越探测任务设计

为了实现对4179小行星飞越之后的嫦娥二号卫星的最大限度利用,提出了后续小行星飞越探测计划,研究了相关飞行任务设计。基于嫦娥二号卫星轨道、剩余燃料和测控距离等约束,设计了能量最优的转移轨道,给出了合适的小行星交会目标。研究了不同轨道控制方式下的转移轨道中途修正。基于我国深空测控网分布,分析了嫦娥二号后续小行星飞越探测任务的测控情况。研究结果表明,基于嫦娥二号剩余燃料,合适的飞越探测目标为小行星1997XF11和2005VS,转移过程中我国深空测控站每天可以实现8h以上跟踪,中途修正速度增量小于10m/s。

嫦娥二号卫星飞越探测小行星的目标选择

嫦娥二号卫星成功实现日-地拉格朗日L2点的飞行探测,圆满完成多项科学探测和工程试验任务,计划开展以小行星为背景的飞向更远深空再拓展试验任务.本文针对该任务的目标选择问题,基于测控约束、时间约束、推进剂约束及目标星物理特性,提出了一套满足任务约束的小天体探测目标选择策略.首先,基于小行星的轨道特性及高精度递推模型,筛选出满足测控与通信约束的潜在目标星,根据卫星在轨寿命的时间约束,进而划定可选目标星的范围.然后,基于嫦娥二号卫星飞越探测成像约束、可选目标星的物理特性及观测定轨精度,确定潜在备选目标星;最后,基于日-地-月系统转移轨道两点边值问题的求解,分析备选目标星飞越探测的机会与速度增量需求,得到嫦娥二号再拓展任务飞越探测的目标小行星4179 Toutatis.2012年12月13日16:30,嫦娥二号卫星成功飞越4179 Toutatis小行星,获得大量高质量图像,从而验证了探测目标选择策略的正确性.

木星系科学探测研究与展望

为了更好地规划中国首次木星系科学探测任务,对国外历次木星系探测任务的发展状况进行了调研分析,包括7次飞越探测、2次环绕探测(伽利略号和朱诺号),归纳总结了木星系探测任务的科学目标、载荷配置及其探测成果情况,分析得到了木星系科学探测任务特点和启示。最后,在上述分析和待解决问题的基础上,提出了中国木星系科学探测任务的初步设想与发展展望。

嫦娥二号卫星飞越4179小行星工程参数分析

2012年12月13日,嫦娥二号卫星成功实施了与4179 Toutatis小行星的交会任务,并获取高分辨率光学图像.针对后续对探测目标的科学分析需求,在分析嫦娥二号成像技术特点的基础上,本文提出了基于相对导航原理和图像判读的参数确定方法,解算出飞越小行星的交会距离、交会时刻,进而可计算成像距离及图像的分辨率.计算结果表明,嫦娥二号在国际上首次实现了对小行星的千米级近距离飞越探测,获取图像最高图像分辨率优于3m.上述关键工程参数对后续科学数据分析具有应用价值,也是分析4179小行星形态和交会轨道的基础参数.