月球熔岩管探测与开发方案设计

在总结前期探测成果和前人研究的基础上,结合对地球熔岩管洞穴的实地考察,深入分析月球熔岩管洞穴的探测开发价值与挑战。结合月球遥感探测数据,针对不同洞口构造的熔岩管,以中丰富海及静海两个典型熔岩管洞穴为案例,构建了由月面平台、探测器及自主机器人等组成的联合探测方案。围绕未来建设月球熔岩管洞穴基地的目标,深入分析熔岩管洞穴开发建设需求与挑战,进一步提出了熔岩管洞穴内部场坪建设、通信能源部署以及居住设施建造方案。

面向载人任务开展月面建造的设想

围绕载人登月工程的总体规划和部署,将月面发展划分为实施登月、驻月能力拓展及月球科研站三阶段,并提出分步实施、循序渐进的载人月球科研站建造规划.基于载人月球任务面临的环境问题与工程挑战,论证不同发展阶段对月面建造能力的要求.在深入分析月面居住设施、通信设施、能源设施、地月及月面运输等建造需求的基础上,全面剖析月面建造系统组成.结合前人研究成果,综合对比多种载人月球基地方案,提出基于操作机器人、3D打印机器人等月面作业机器人的月面建造方案设想;同时,围绕未来建设月球熔岩管洞穴基地的目标,深入分析熔岩管洞穴开发建设需求与挑战,为未来月球基地建设提供参考依据.

面向货运任务的混电垂直起降无人机能量管理策略和任务路径综合优化

针对混电垂直起降无人机货运任务降低能耗和任务成本的需求,提出了混电垂直起降无人机能量管理策略和任务路径综合优化方法。综合考虑垂起、前飞和转换模态下的功率需求、电池充放电特性、发动机燃油特性,搭建了垂直起降无人机混电推进系统能耗模型,提出了基于动态规划的垂直起降无人机混电系统能量管理策略,构建了能量管理策略和货运任务路径综合优化模型以及基于最短路径解算器和动态规划解算器的二级效用评价体系。利用该方法,对2个案例进行了整体运行路径及各架次的能量管理方案的优化。结果表明,相较于最短路径优化,所提方法能够综合考虑混电系统管理策略和运行路径对能耗的影响,在满足多种约束的前提下,可规划出合理的运行路径及对应的能量管理方案,实现了任务成本最小化。