月面人机联合探测概念研究

月面人机联合探测是载人月球探测任务的基础,是制定载人登月任务模式、设计登月飞行器系统方案的前提。以未来载人登月和月球基地任务为背景,对月面人机联合探测的需求进行了分析,梳理了不同阶段月面典型作业活动,并以此为基础,对月面人机联合探测系统方案进行了论证,设计了面向不同任务的系统组成,分析了月面人机联合探测关键技术,为后续开展有人参与的月球探测任务提供参考。

月面人机联合探测的人因学问题

进入21世纪,载人月球探测再次成为世界航天大国的追逐热点。探测任务安全性要求更高、任务更加复杂而艰巨,充分发挥并综合利用人与机器各自优势开展人机联合探测已成为共识。文章首先分析了当前月球探测中自动化和智能化技术的应用现状,在此基础上对未来月面人机联合探测的任务特点进行分析,提出了适于人机联合探测的4种典型任务类别、影响人机协同效能发挥的5个方面的因素。面向未来的人机联合探测,文章深入分析了所面临的人因风险与挑战,并从研究布局、地面实施建设,以及标准和体系建设等方面提出了解决未来月面人机联合探测中人因问题的建议。

面向载人月球探测的航天员-多机异构群联合探测方案

针对载人月球探测的特殊性,对未来载人月球探测的任务需求和功能需求进行了分析。根据人机特点对人机功能分配进行论证,优化月面活动系统配置,提出了“双人一车多机”异构群联合探测的人机系统方案;针对环境巡视探测、月面资源利用、基础设施建设三类任务需求,建立了多模式人机联合探测流程规划,充分发挥人和机器人的优势,可满足全地形多功能探测作业的应用需求;最后,提出了月球车和机器人的需求及方案设想。研究成果可为后续载人月球探测提供参考依据及技术基础。

载人月球探测月面活动机器人的发展机遇及关键技术

世界航天领域迎来了月球探测的新热潮,在日益丰富、复杂的载人月球探测月面活动中,机器人可在人机联合探测、原位资源利用等任务中发挥积极作用。围绕月面机器人在载人探月月面活动中的应用,调研了国外载人月球探测计划中提出的机器人任务及方案;结合我国载人月球探测规划,梳理分析了无人验证、航天员首次登月、科考与开发等不同阶段对机器人的配置需求和发展机遇;面向极端地形条件下的人机联合探测、联合大范围移动、熔洞宜居性探测等典型场景,设计了机器人的活动流程;梳理分析了月面机器人工程应用的关键技术及难点,可为我国载人月球探测月面活动机器人系统的设计提供技术参考。