一种基于UPDM的载人月面活动体系架构建模研究

针对未来载人月球探测月面活动具有多阶段、多场景、多飞行器协同工作的特点,基于体系工程方法论,开展了基于UPDM的月面活动体系架构建模方法和建模过程研究。通过对月面活动体系架构的建模,定义了月面活动体系总体构想,建立月面活动体系能力谱系,分析月面活动体系运行活动,定义月面活动体系能力解决方案,详细梳理了月面活动系统功能,并对不同飞行器配置下月面活动能力进行了评估。初步验证了建模方法和建模流程的可行性,为未来月面活动任务设计提供支持。

载人月球探测月面活动发展设想

载人月球探测是浩大的系统工程,组成复杂,关键技术多,研制周期长,经费投入高,任务风险大。月面活动是载人月球探测任务体现能力、保障安全、提升效益的重要组成部分,必须回答“为什么”“去哪里”“怎么干”等问题。本文从国内外月球探测历程出发,结合当今世界月球探测领域趋势与局势,从月球战略布局、月球科学内涵开展分析。针对月面驻留与活动工程实施,对比Apollo与Artemis计划方案,提出兼顾可行性和工程效益的月面实验室方案。结合未来发展方向,提出载人月球科研站建设发展思路和月球熔洞探测设想,探索具有中国特色可持续发展的载人月面活动发展道路。

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。

面向载人月球探测任务的月面机器人系统初探

未来有人参与的月面活动将更加复杂和多样化。针对载人月球探测任务对月面机器人系统的需求,介绍了空间机器人的发展现状,提出了我国月面活动按机器人先导探测、人机联合探测、远期科研站建设分步开展的设想,论证了月面活动不同发展阶段对机器人系统的任务及能力需求,按有限规模、多功能集成的原则提出了各阶段机器人配置设想,分析了月面机器人系统发展在移动、操作、感知、交互、环境适应性方面需解决的关键问题。

载人登月任务中的控制技术展望(特约)

人类探索宇宙的步伐从未停止,走得更远是不懈的追求。早在1969年,美国"阿波罗"11号飞船就实现了人类首次登陆月球,接下来又有5艘飞船成功登月。近些年,以中国"嫦娥"工程为代表的无人月球探测计划成功实施,使得月球探测再次被世人关注。在空间探索不断发展的背景下,载人登月必将会在未来的某个时间再次登上舞台。着陆月球、月面活动、起飞上升等过程都离不开控制技术,文中在介绍早期载人登月与近些年月球探测成果后,分析未来我国载人登月任务的构想,探讨其中至关重要的控制技术,提出几点发展展望。

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。