Determination of the Lunar Ground Characteristics Using Bistatic Radar

At present, an investigation of the lunar ground at great depths is of paramount importance. This investigation can be carried out using decameter and meter waves. This article aims to analyze the variations of the reflectioncoefficient?at?decametric,?meter and decimeteric bands.?A?possibility of determination?of lunar ground characteristics by bistatic radar using powerful ground-based transmitters?at VHF and UHF bands and a receiver aboard a?Moon’s satellite?is analysed. Appropriate algorithms are considered for determinationof the regolith layer thickness,?dielectric permittivity, loss tangent, and density of the regolith and bedrocks. Expected results of measurements have been presented for a two-layer model of lunar ground, consisting of an upper layer with the loose porous rocks (regolith), and the rocks situated more deeply. Revealed regularities are a basis for determining the distribution of the permittivity in subsurface layer.

月尘环境效应及地面模拟技术

介绍了月球尘的特点及其对探月活动的影响。在分析月球尘环境及其对月面探测器污染、磨损、阻塞、静电效应的基础上,对月球尘环境模拟技术、月球尘扬尘及其运动学和动力学规律、月球尘效应防护及试验评价方法等研究方向和重点提出了一些初步看法。针对研究内容的需求,梳理出一台完整的月球尘地面模拟试验设备应具备真空、温度、太阳风、太阳紫外、月球尘、月面电场、月面磁场等环境因素。在此基础上,设计了一种月球尘地面模拟试验装置方案,并对月球尘环境效应试验方法进行了初步讨论。为月球探测后期任务条件保障建设及相关研究工作提供参考。

地面站对月球探测器的导航

针对一个从地球停泊轨道出发绕地月飞行的月球探测器 ,讨论地面站对月球探测器导航的几个问题 ,包括观测方式的选取、地面站的分布、制导点的调整、导航精度等。结果表明仅依靠局域的地面站 ,采用测距的方式 ,可以对探测器进行实时导航。

月尘环境材料带电地面模拟试验系统研究

介绍月尘的特点及月尘静电对航天活动的危害,根据月尘环境下材料带电的原理,构建真空环境材料带电地面模拟试验系统.利用装置进行模拟静电月尘对探月航天器的作用,研究月尘静电对登月探测器的静电起电、吸附、耦合及放电效应影响规律,从而初步解决我国在探月工程上月球探测器对月球表面静电防护技术的需求.

月面重力环境效应的地面模拟方法

月球探测和月球基地建设涉及各种月面操作活动,相关技术的地面验证需要建立等效月面环境。针对月面重力环境效应的地面模拟问题,首先介绍了空间微重力环境效应地面模拟方法的原理及优缺点,分析了其用于模拟月面重力环境效应的可能性;然后归纳分析了星体表面操作地面试验现状及面临的问题;在此基础上,介绍了一种液磁混合悬浮模拟方法,阐释了该方法的原理及特点,分析了将其用于月面重力环境效应模拟的可行性及优势,并指出液磁混合悬浮方法在月面操作地面试验中的可能应用,为月面重力环境下的操作活动地面等效试验方法和试验平台设计提供参考和借鉴。

月球车样机实验用的松散沙土力学参数测量系统

基于地面力学理论,搭建了月球车样机实验用的松散沙土力学参数测量系统。利用该系统进行土力学压板实验及剪切环实验,对实验数据进行数理统计分析,得出松散沙土力学参数,提出松散沙土剪切模量与接地比压的线性表达式,并分析实验数据误差产生原因。利用所测松散沙土力学参数,对月球车圆柱车轮滚动性能进行理论计算,并与实验数据相比较,结果显示具有较好的预测性,证明了利用该系统及所采用的实验方法进行松散沙土参数测量的可行性。

充气式月球基地防护结构技术综述

综述了充气式月球基地防护结构技术,包括总体设计要求和关键设计要点、柔性热防护结构的服役环境、功能需求、设计方法、材料选用等。并从结构冲击定位和强度分析、破坏响应分析、系统组成分析和自修复材料等方面,指出了对结构进行健康监测的必要性。介绍了现有的地面测试技术,包括热防护材料性能测试、展开动力学性能测试和太空环境模拟技术等,最后对防护结构技术的发展方向进行了展望。

无轴螺旋式模拟月壤主动填充装置研制

针对月面综合钻进试验台模拟月壤利用率和试验效率低的问题,提出一种主动送土试验台的设计方案,满足月面钻采作业机具的取芯特性专项验证需求。该方案利用无轴螺旋作为模拟月壤传送的核心部件,采用集成料斗实现难流动物料连续送料的功能,通过无轴螺旋转动主动将模拟月壤垂直送入取芯机构,代替综合钻进试验台钻取月壤的作用,可以实现多种级配模拟月壤的定量和定压输送。为了验证设计参数的正确性,利用EDEM离散元分析模拟月壤输送特性,并开展了试验验证。结果表明:以无轴螺旋作为主动送土机构的核心单元,可实现主动送土试验台自主、高效率地进行模拟月壤输送模拟多种取芯工况,为工程部门钻采作业机具研制定型提供性能参数验证的依据。

宽频角振动地面模拟试验设备的研制

为了解并减小探月着陆系统之敏感器容易受到宽频角振动影响的任务风险,有必要进行宽频角振动地面模拟试验。文章首先提出了宽频角振动的振动转换结构和测量方法,在此基础上完成了试验设备的研制,之后针对探月着陆系统成像敏感器遭遇的角振动环境进行了地面模拟测试。测试结果表明:该试验设备的宽频角振动模拟频率范围为0～2000 Hz,控制精度达到±15%(2σ),同时还可模拟包括平移和转动在内的着陆系统刚体运动。该设备已用于敏感器在角振动环境下的地面模拟试验验证。

月面巡视探测器外场试验

论述了月面巡视探测器原理样机进行室外场试验的必要性,介绍了野外模拟试验场的选址和建场工作,以及在外场中开展的对探测器运动能力和远程遥操作能力的考核和验证试验工作。

探月工程地面应用系统软件项目需求管理研究

需求管理在现代软件项目中起着重要作用,需求管理的混乱将直接导致项目预算超支或项目进度落后。从某种意义上讲,需求管理的有效性决定了软件项目的成功与否。基于探月工程地面应用系统软件项目开发中的需求开发和管理活动,阐述与总结了现代软件项目需求开发的方法与过程,以及需求管理的流程与控制。

嫦娥四号任务中继通信链路地面测试验证及数据处理

中继通信链路是嫦娥四号任务的关键组成部分之一,为月球探测器与地球站可靠通信提供保证.文章针对嫦娥四号中继通信链路地面测试需求,制定了测试验证方案,包括测试流程、测试模式、地面测试系统、测试数据处理等,支持了嫦娥四号中继通信链路系统级地面验证.总结的技术和经验可为我国后续深空探测器研制和测试工作提供参考.

高冰点热管工作特性实验研究及在“嫦娥四号”探测器上的应用

文章针对月球探测器设备月昼高效传热和月夜阻断传热需求,设计了一种以八氟环丁烷为工质的开关式高冰点槽道热管,对其常温下传热性能及启动特性开展了地面实验研究。结果表明:热管工作温度35~55℃范围内的最大传热量大于40 W;工作在35~55℃温度范围、传热量为25 W时,蒸发段测点与冷凝段测点温差小于5℃;在相同传热量情况下,工作温度越高,传热温差越小;管体与水平面夹角分别为10°、30°两种情况下,热管均能在90 s内正常启动。该热管已在“嫦娥四号”探测器中得到成功应用。探测器地面热平衡试验和在轨数据表明,高冰点热管在月昼高温工况传热效果良好,月夜低温工况热管工质冻结、可以实现设备保温,确保了探测器相关设备在轨的高性能工作。

月地高速激光通信系统链路特性分析

根据地球、月球、探月卫星的三体运动,针对月地激光链路的建立与保持,分析了地球与月球对链路的遮挡问题,对链路模式进行分析。仿真结果表明:使用3颗月球极轨(Moon Polar Orbit,MPO)卫星来进行通信时,链路中断的次数将大大减少,但是在某些时间段上,仍然受到月球的遮挡而迫使通信链路频繁中断。使用4颗MPO卫星来进行通信时,链路将不再受到月球的阻挡,而仅受到地球的遮挡。同理,增加地球同步轨道卫星的数目可避免地球的遮挡。仿真结果表明,采用2颗地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星建立链路,链路将不会受到地球的遮挡,建立深空科学研究的信息中继中心,采用激光通信技术,实现月地高速激光信息传输,为我国深空探测技术的发展提供支撑。

J2轨道模型对月地激光通信预瞄准精度影响研究

基于J2轨道预测模型,设计了不同倾角和轨道高度圆轨道月球卫星,通过将J2轨道预测模型预瞄准仿真结果与直接积分RKF7(8)法仿真结果相对比,研究了不同类型月球卫星轨道对-Y面卫星舱板激光通信终端瞄准精度的影响。仿真结果表明,J2轨道预测模型可以满足月球极地卫星月地激光通信要求,当轨道高度为1000 km和2000 km的时候,10 min方位角偏差不超过40μrad,而俯仰角偏差仅为7μrad时,在一定程度上J2轨道预测模型可以满足月地激光通信预瞄准要求。

低密实度基础月壤的钻进压力建模及试验验证

基于钻采过程中月壤颗粒的运动规律提出了一种钻具与月壤相互作用区域的等效方法,并由此从宏观角度建立了一种新型月壤钻进压力解析模型。通过70%密实度基础月壤地面钻采试验验证了该模型对低密实度月壤钻进压力的预测能力,得到了相关修正系数与钻进比之间的关系并分析了模型的可扩展性。该建模方法为复杂工况下钻具-土体相互作用建模提供了新的角度和思路,为月球及其他地外天体土壤钻采技术的研究提供了理论支持。

月壤钻采进尺力形成机理及进尺力预测建模

针对月壤钻采过程中进尺力无法准确预测的问题,基于钻采过程中钻具进尺和回转运动模式下土体产生的位移和形变分析了进尺力形成机理。钻头下压使土体径向扩张从而产生的扩孔压力是决定进尺力大小的核心因素,同时,通过回转状态下有限土体柱孔扩张问题的等效解析解建立了进尺力预测模型。开展基础模拟月壤地面钻采试验,将低、中、高回转速度下的进尺力试验结果与仿真结果相对比,验证了进尺力形成机理的合理性以及进尺力预测模型的准确性,为其他地外天体钻取采样任务的技术突破提供了理论支持。

地基月球自动观测辐射仪的跟踪系统设计

近年来月球辐照度的地基观测实验不断增加,为了满足地基对月球辐射高精度、高频次的观测,需要设计高精度的月球自动跟踪系统进行跟踪实验。所设计跟踪系统通过月球位置算法获得月球的天顶角和方位角进行视月跟踪,然后采用以四象限探测器为核心器件的光电跟踪来精确跟踪月球。经外场跟踪实验验证,视月跟踪和光电跟踪相结合具有高精度的跟踪效果,跟踪精度在±0.2°以内,表明跟踪系统具有较高的准确性和可靠性。

探月工程管理创新与专项试验验证技术实践

文章简要介绍了探月工程进展、取得的主要成就和技术、管理方面创新等情况,重点总结分析了探月工程三期牵引发展的运载火箭和探测器系统大型地面试验验证技术的需求、创新思路及带动的基础设施建设情况和7项典型大型专项试验的技术成果及应用情况。这些基础设备和专项试验技术能够基本满足探月三期工程特别是环绕、着陆、采样返回探测任务中的空间环境、进入环境、着陆环境及天体表面环境等特殊环境模拟要求,可验证产品设计方案、工艺方案的正确性和合理性,暴露产品在制造质量、材料、工艺方面存在的缺陷,对未来深空探测任务实施具有较好的应用价值。

差动转向六轮车悬架系统现状综述

调研当前军用差动转向及微型差动转向六轮车悬架系统,比较其悬架参数并简要分析其悬架形式优缺点。比较传统六轮车与差动转向六轮车转向过程,结合差动转向六轮车ADAMS仿真曲线,分析差动转向时车轮力学特性。差动转向悬架系统与传统悬架差异较大,有必要深入研究差动转向六轮车悬架系统。