在嫦娥一号探月工程中求定月球重力场

月球重力场制约着近月外空间物体的运动,同时环月飞行器的运动也反映了月球重力场的作用.本文结合我国嫦娥一号探月工程,探讨了利用月球卫星的地面跟踪资料,求定月球重力场的基本理论和方法,分析了环月卫星的轨道高度、地面跟踪采样时间间隔和跟踪精度等对求定月球重力场的影响.若单独利用我国嫦娥一号探月工程的地面跟踪数据,恢复30阶次左右的月球重力场模型是一个比较实际的目标.地面跟踪最好能以75s的时间间隔进行采样,数据连续提供时间应不少于30个昼夜,月球卫星星下点的月面轨迹间距不大于110km .

对月球重力场特征的理解

依据克莱门汀号和月球勘探者号月球探测器所获得的数据所建立最新的地球重力模型和地形模型,为人类深入了解月球内部性质及其演化特征,提供新的平台.M.T.Zuber(1994)和M.A.Wieczorek(1998)所建立的月壳全球模型,为利用最新月球着力资料研究月球内部构造和演化,揭示月球上独特的“物质瘤”之成因等科学问题,开凿了先河.本文通过对现有的月球重力和地形数进行分析和计算,提出作者对月球内部物质分布特征的理解和一些认识.从宏观角度看,月球布格重力异常与月球地形起伏是相关的,统计结果表明它们呈弱负相关,从均衡角度来说,在月球停止大规模内部物质运动之前,月球壳幔可能已基本达到均衡;从Mascon深度估算结果来看,一些大型的Mascon基本属于玄武岩浆“充填”型的,少数Mascon可能与月幔柱有关,如东方海Mascon.

点质模型求定月球重力场及其特征分析

利用Lunar-Prospector扩展任务的视线加速度数据,根据点质模型恢复了月球近区的重力场,将其与LP165月球重力场模型进行了比较和分析,并利用恢复的重力场联合月球地形数据对Mas-con进行分析,总结了月球重力场的主要特征及其研究方向发展趋势,将重力场恢复技术与我国的探月计划-"嫦娥"工程结合起来,为建立高精度的月球重力场和地形模型提供了一种有效而实用的方法。

利用LP多普勒数据解算月球重力场模型的分析

利用GSFC/NASA提供的GEODYNII/SOLVE软件处理月球探测器LP(Lunar Prospector)扩展任务阶段最后3个月的测速和测距跟踪数据,解算月球重力场模型,比较分析全部位系数解算和部分中高阶次位系数解算2种方法,并对2种方法解算得到的模型进行阶方差分析。同时通过轨道残差、重复轨道误差以及模型大地水准面等几个方面对基于部分中高阶次位系数解算的有效性和得到的模型进行精度评估。结果表明基于部分中高阶次位系数解算的方法进行恢复月球重力场是可行的。该方法将用于"嫦娥工程"中月球重力场的解析。

月球探测器直接软着陆最优轨道设计

研究月球探测器直接软着陆最优轨道的设计问题。首先根据探测器直接软着陆的特点,提出了有限推力最省燃料的最优轨道设计问题;然后利用有限推力月面软着陆的最优推力控制方向的计算公式,研究了边值条件和计算方法;最后通过直接软着陆最优轨道的算例及结果分析,发现开始制动高度越低越省能量;推力方向可变时比不可变时节省能量;推力大小可变相当于采用了多级制动,对安全定点着陆非常有利。

月球引力场和磁场探测新进展

简要地回顾了前苏联、美国探测月球引力场和磁场的历史,介绍了各国的探月计划;较详细地介绍和分析了美国克莱门汀(Clementine,Cl)和月球探测者(LunarProspector,LP)两艘飞船探测月球引力场和磁场的最新成果:KonoplivAS等根据月球探测者数据绘制的最新月球重力图(LP100j,月球正面n=90,背面n=60),HalekasJS等根据月球探测者电子反射测量数据绘制的第一张全月球磁场图,ZuberMT等根据克莱门汀数据制作的月球(自由空间和布格)重力异常图和月壳厚度图;提出了开展有关研究工作的几点建议。

月球地形测绘和月球大地测量(4)

主要介绍了美国在20世纪70年代著名的"阿波罗(Apollo)"登月项目,和90年代的"克莱门汀号(Clementine)"、"月球探测(LunarProspector)",以及欧共体的"SMART-1"探月航天器。1969年至1972年间阿波罗项目前后进行了17次环绕登月的各种试验,其中有6次成功登月。它们分别是"阿波罗"11,12,14,15,16,17号。"阿波罗"和以后的探月项目向科学家提供了大量的月球数据,其中有影像资料,月面和环月试验的成果,同时还进行了样本收集、月面及其周围环境的地学勘测和月球大地测量等各项工作。

现代小型月球探测器总体方案设计

基于现代小卫星总体设计的概念和思想 ,充分借鉴了哈尔滨工业大学探索 1号小卫星的设计经验和成果 ,对小型月球探测器的总体方案进行了设计 ,对其布局和各分系统进行了设计和分析 ,重点讨论了GNC系统的设计方案 ,并进行了轨道的分析和计算。