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基于軌道任務幾何的“嫦娥五號”采樣區(qū)選擇

2021-08-29 06:05:32孟占峰
深空探測學報 2021年3期
關鍵詞:環(huán)月經(jīng)度緯度

孟占峰,高 珊,彭 兢

(北京空間飛行器總體設計部,北京 100094)

引 言

“嫦娥五號”(Chang’E-5,CE-5)任務的主要目標是實現(xiàn)月球自動采樣返回。探測器由“長征五號”(CZ-5)運載火箭在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,經(jīng)過經(jīng)過11個飛行階段,完成約1 731 g的月球樣品采集并將月球樣品安全送至地面。全飛行過程約23 d。

采樣區(qū)域選擇是“嫦娥五號”任務系統(tǒng)頂層設計的重要工作之一。采樣區(qū)域的位置直接影響了探測器系統(tǒng)研制的難度,還與地面應用系統(tǒng)的科學需求和測控與回收系統(tǒng)的測控支持能力緊密相關。因此,采樣區(qū)域的選擇應按照滿足任務工程可實現(xiàn)的前提下,兼顧任務的科學需求的原則開展工作。

著陸區(qū)的選擇是深空著陸探測和采樣返回任務的重點和首要問題,各個任務團隊均開展了深入研究工作。Lewis[1]針對“阿波羅”(Apollo)任務,研究了月面著陸區(qū)的選擇問題,考慮了發(fā)射窗口、軌道設計和月面光照條件等約束,從地質(zhì)學角度對Apollo17的著陸區(qū)進行了詳細的分析和選擇[2];Ivanov等[3]針對“月球25號”(Luna 25)即航天強國俄羅斯的“月球計劃”(Luna Glob)任務,主要從地形安全性角度對任務的著陸區(qū)選擇進行了研究;Huang等[4]從地質(zhì)特征的角度對“嫦娥四號”(Chang’E-4,CE-4)任務的馮卡門撞擊坑著陸區(qū)進行了詳盡的分析;MASURSK[5]研究了“海盜2號”(Viking 2)火星著陸器的著陸區(qū)選擇問題,提出了在著陸區(qū)選擇時要考慮安全性、科學價值和工程實施性等方面,這對“嫦娥五號”的采樣區(qū)選擇有很大的啟發(fā);Spencer等[6]研究了“鳳凰號”(Phoenix)火星著陸器的著陸區(qū)選擇問題,該文從北緯65°~72°的條帶范圍內(nèi),從地形分析角度,考慮著陸安全性對著陸區(qū)的精確位置進行了選擇;Bonfiglio等[7]研究了“鳳凰號”火星探測器著陸區(qū)的誤差散布問題,這對于“嫦娥五號”著陸區(qū)的誤差范圍考慮起到了參考作用。Golombek等[8-9]研究了“火星科學實驗室”(Mars Sciences Laboratory,MSL)和“洞察號”(Insight)探測器的著陸區(qū)選擇問題,詳盡分析了備選著陸區(qū)的各項物理學特性和地形特性,最終給出了精確的備選著陸區(qū)位置。

著陸區(qū)(采樣區(qū))的選擇過程主要包括3個階段:第1階段,從工程實現(xiàn)可行性給出備選的著陸區(qū)域范圍;第2階段,在備選的著陸區(qū)范圍內(nèi)根據(jù)地形和科學價值選擇精確的著陸點;第3階段,在任務實施過程中,通過著陸器的光學設備和自主避障策略,在局部范圍內(nèi)選擇最終安全的著陸點。3個階段由宏觀到微觀,逐步收斂,最終確定著陸點的位置。

現(xiàn)有的研究內(nèi)容大都集中在第2階段,以地形數(shù)據(jù)為基礎的分析和選擇工作。有關第3階段的策略也已經(jīng)相當成熟,“嫦娥三號”(Chang’E-3,CE-3)和“嫦娥四號”也分別在月球的正面和背面進行了實踐。而關于第1階段的選擇策略的研究鮮有發(fā)表。主要原因可能是其與探測器能力、飛行方案和任務目標有著極其強烈的耦合關系,不易形成通用性的方法。

本文以“嫦娥五號”任務為背景,重點討論第1階段的采樣區(qū)選擇工作,從工程易實施、適應范圍廣等方面,提出了一種月球自動采樣返回任務的采樣區(qū)的位置和范圍確定方法。所確定的采樣區(qū)范圍確保了由于運載火箭原因造成的發(fā)射窗口從原定的2017年推遲到2020年,所設計的采樣區(qū)范圍和飛行軌道方案均保持不變。為保障探月三期任務如期完成奠定了堅實的基礎。

本文首先以確保探測器任務時序安排緊湊、推進劑消耗少、發(fā)射機會多并滿足各個分系統(tǒng)要求為原則,給出便于工程實施的可行采樣區(qū)范圍,然后再綜合考慮采樣區(qū)的地形安全性和科學價值確定最終的采樣區(qū)范圍。

1 月球返回采樣任務飛行過程

“嫦娥五號”月球無人采樣返回任務的飛行過程包括運載發(fā)射、地月轉移、近月制動、動力下降、月面工作、月面上升、交會對接、環(huán)月等待、月地轉移和再入回收段等11個飛行階段,圖1給出了全飛行過程的示意圖。

圖1 “嫦娥五號”飛行過程Fig.1 Mission profile of Chang’E-5

探測器由運載火箭發(fā)射入軌后,經(jīng)過112 h的能量最優(yōu)地月轉移軌道,到達近月點。之后經(jīng)過1 d的兩次近月制動,進入目標環(huán)月軌道。與軌返組合體分離后,著陸上升組合體經(jīng)過降軌變軌,開始動力下降。經(jīng)過2 d的月面工作,上升器與著陸器分離,開始動力上升進入目標軌道。經(jīng)過約2 d的交會,上升器與軌返組合體完成對接,并轉移月壤樣品至返回器,隨后分離。經(jīng)過約6 d的環(huán)月等待飛行,軌返組合體進入111 h的能量最優(yōu)月地轉移軌道。在分離點返回器與軌道器分離,返回器完成再入回收后,任務結束。

2 環(huán)月時序與捕獲方式

2.1 動力下降前的時序安排

自首次近月制動點到動力下降起始點為環(huán)月等待段,環(huán)月等待段的飛行時序安排決定了對應的飛行時間。

“嫦娥五號”探測器重量為8 200 kg,近月制動發(fā)動機推力為3 000 N,考慮到單次發(fā)動機工作時間限制,重力損耗量限制,誤差傳遞修正的限制等因素,“嫦娥五號”任務采用兩次近月制動方案。該方案將每次制動速度增量控制在400 m/s左右,發(fā)動機工作時間控制在20 min以內(nèi),這對于近月制動高精度可靠實施起到了重要的作用。為了將2次近月制動均安排在國內(nèi)站弧段進行,兩次變軌的間隔時間應為整數(shù)天。按照盡可能縮短近月制動時間的原則,選擇兩次近月制動的間隔時間為1 d。

近月制動完成后到動力下降實施前,“嫦娥五號”探測器還需要實施兩個重要的飛行事件,分別為四器組合體分離和降軌變軌。為了有效安排測定軌弧段,兩個重要事件分別占用1 d的時間。因此,環(huán)月飛行段的飛行時間至少需要2 d,為了將飛行時序安排的最緊湊,減少不必要的環(huán)月等待,最終確定動力下降前的環(huán)月飛行時間為2 d。

綜上所述,近月制動需1 d,環(huán)月飛行需2 d,因此從首次近月制動到動力下降需3 d。這對采樣區(qū)域的經(jīng)度位置選取提出了很強的約束。

2.2 確定捕獲方式

由于近月捕獲時軌道月理升交點經(jīng)度基本不變,動力下降等待時間(自首次近月制動點到動力下降起始點的運行時間)決定了采樣區(qū)域的月理經(jīng)度。

根據(jù)計算表明,對于給定的環(huán)月軌道傾角,地月轉移到達環(huán)月軌道的升交點經(jīng)度在較小范圍內(nèi)變化,在同一個發(fā)射窗口下雖然捕獲軌道的傾角可以隨意變化,但捕獲軌道的升交點經(jīng)度卻基本不變。

圖2給出了采樣區(qū)域與軌道面的幾何關系示意圖。將環(huán)月軌道傾角設計成高于采樣區(qū)域緯度,不考慮軌道攝動,認為軌道面在慣性空間是靜止的,隨著月球旋轉,采樣區(qū)域S在緯度圈上自西向東運動,過程中將有兩次機會與軌道面共面(A點和B點),這兩次共面的機會將安排月面動力下降(A點)和月面動力上升(B點)。根據(jù)探測器進、出軌道面的間隔時間(2 d)和采樣區(qū)域的緯度,可以迭代計算出滿足要求的環(huán)月軌道傾角。由于近月捕獲時軌道月理升交點經(jīng)度基本不變,月面工作時間一定,對于任意采樣區(qū)域緯度,A點的經(jīng)度是確定的。動力下降等待時間決定了S點和A點的經(jīng)度差,也就決定了采樣區(qū)域(S點)的經(jīng)度。

圖2 采樣區(qū)與軌道面的運動關系Fig.2 The sampling area and the orbital plane

采樣點緯度與相應環(huán)月軌道傾角的幾何關系如圖3所示。

圖3 采樣區(qū)位置與傾角幾何關系Fig.3 The sampling area and the orbit inclination

根據(jù)文獻[10],環(huán)月軌道傾角的計算步驟為:

2)環(huán)月軌道最高緯度與采樣點的緯度差記為W,有

3)計算傾角的偏差為

4)若Δi大于預定的迭代誤差ε(默認為1×10?6),則對軌道傾角進行更新

若Δi小于ε,則迭代收斂,獲得最終的環(huán)月軌道傾角i。

根據(jù)近月捕獲時軌道月理升交點經(jīng)度λ0,即可得到動力下降前的等待時間

其中:ωm為月球自轉角速度。

當動力下降等待時間確定后,采樣區(qū)域的位置與探測器的近月點捕獲方式緊密相關。根據(jù)不同近月捕獲類型(升軌或降軌)和軌道運行方向(順行或逆行)進行組合,存在順行升軌、順行降軌、逆行升軌和逆行降軌4種近月捕獲方式。

針對上述4種捕獲方式,按照月面停留2 d的要求對月球正面所有點進行了動力下降前等待時間分析,計算結果如圖4所示。

圖4 不同捕獲方式對應的月面采樣區(qū)域的動力下降等待時間Fig.4 Loiter duration before descent for different LOI types

根據(jù)以上計算結果,所有滿足月球正面,且動力下降等待時間約在3 d的月面采樣區(qū)域在西經(jīng)60°附近。由于逆行捕獲近月點測控不可見,因此對于北緯采樣區(qū)域,可行的捕獲方式為順行降軌捕獲;對于南緯采樣區(qū)域,可行的捕獲方式為順行升軌捕獲。

3 采樣區(qū)的緯度范圍

3.1 最小可達緯度

采樣區(qū)域的最小可達緯度是指在近月制動時采用能量最優(yōu)的共面捕獲方式下,探測器可到達的月面最低緯度。其與捕獲軌道的最小傾角是一致的,也與捕獲軌道的最小傾角與捕獲時 V∞矢量相對月球赤道面的夾角是一致的。

由于采用月球軌道交會對接方案,為了保證采樣結束后探測器有上升的機會與窗口,需要將環(huán)月軌道傾角設計為比采樣區(qū)域緯度稍高。因此,轉移軌道可以達到的最小軌道傾角將直接決定采樣區(qū)域的最低緯度。

為節(jié)省推進劑消耗,僅考慮近月制動采用共面捕獲方式。與運載發(fā)射的軌道傾角不能小于發(fā)射場緯度的原理類似,地月轉移和月地轉移可以達到的環(huán)月軌道傾角不能小于轉移軌道到達和出發(fā)時雙曲線超速V∞相對月球赤道平面的夾角,稱之為V∞的赤緯δ。δ主要受月球赤緯的影響。圖5給出了V∞相對于月球赤道面的赤緯隨月球赤緯的變化關系。

圖5 月球赤緯和V∞的關系Fig.5 The lunar declination andV∞

圖6計算了2017-2020年地月轉移軌道V∞的赤緯δ,結果表明,Δ隨時間推移逐漸變大。從計算結果可以看出,V∞矢量的赤緯δ絕對值的最小值約為13°,為了保證地月轉移軌道迭代設計的收斂性,保留一定的余量,最小可達的軌道傾角按15°進行設計。因此,采用轉移時間為4~5 d、共面捕獲的能量最優(yōu)地月轉移軌道方案,可達的最小緯度為15°。

圖6 月球赤緯隨發(fā)射時間的變化Fig.6 The Lunar declination and different launch time

3.2 太陽高度角約束

月面緯度越低,當?shù)卣绲奶柛叨冉窃酱?,溫度也越高,對溫度控制越不利。為降低探測器熱控分系統(tǒng)的難度,要求月面工作期間太陽高度角不能大于50°。

月面緯度越低,當?shù)卣绲奶柛叨冉窃酱?,對于提高太陽翼的發(fā)電功率越有利。由此可見,熱控分系統(tǒng)與供配電分系統(tǒng)對采樣區(qū)域的緯度的要求是矛盾的。為給供配電提供良好的光照條件,要求月面工作期間太陽高度角不能小于30°。

由于太陽方向與月球赤道的夾角只有約1.5°的變化,忽略1.5°夾角影響,可以近似認為采樣點的最大高度角與采樣點緯度互為余角。因此,采樣區(qū)域緯度決定了采樣區(qū)域當?shù)氐奶柛叨冉亲兓秶?/p>

探測器系統(tǒng)對月面工作期間太陽高度角的要求為30°~50°,因此采樣點的最高緯度不能超過60°。

3.3 緯度范圍的確定

根據(jù)最小可達緯度和采樣點高度角約束兩個方面的分析,采樣點的可行緯度范圍為15°~60°。下面將根據(jù)發(fā)射機會最多的原則對采樣區(qū)的緯度范圍進行優(yōu)選。圖7計算了緯度15°~60°的采樣區(qū)域太陽高度角的一個月內(nèi)連續(xù)變化情況(圖7中曲線上方的數(shù)字代表曲線對應的采樣區(qū)緯度,橫軸的每一個單位長度代表1 d,為便于分析只給出了太陽高度角大于0°的情況)。從圖7中可以看出,采樣區(qū)域緯度越高,相同的時刻對應的太陽高度角最大值越小,太陽高度角每天變化也越小。

圖7 不同緯度區(qū)域的太陽高度角變化Fig.7 The solar elevation anglefor different latitude

一個月內(nèi)滿足不同太陽高度角要求的連續(xù)天數(shù)統(tǒng)計結果如圖8所示。由圖8可知,采樣區(qū)域緯度低于40°時,每月滿足太陽高度角30°~50°要求的天數(shù)被分為兩段;采樣區(qū)域緯度為約為40°時,每月滿足太陽高度角30°~50°要求的連續(xù)天數(shù)最多。滿足太陽高度角要求的連續(xù)天數(shù)越多,對應的發(fā)射窗口越多。

圖8 一個月滿足太陽高度角要求的天數(shù)Fig.8 Numbers of days satisfing of solar elevation constraints within one month

實際任務設計中,發(fā)射窗口需要滿足更多的約束條件。按“嫦娥五號”任務的軌道方案,計算2017-2020年每1 d的全飛行過程的軌道參數(shù),并對以下約束條件進行篩選:①月面工作期間的太陽高度角在30°~50°之間;②返回軌道的航程范圍在5 600~7 100 km之間;③在可發(fā)射月份,具有連續(xù)3天的可發(fā)射機會。篩選后可以得到2017-2020年滿足任務約束的所有備選發(fā)射機會。

針對從35°~50°不同的采樣點緯度,重復開展上述發(fā)射窗口的搜索過程,并統(tǒng)計滿足連續(xù)3 d可發(fā)射機會,結果如圖9所示。由圖9計算結果可知,當要求太陽高度角滿足30°~50°時,采樣區(qū)域緯度41°~48°對應的連續(xù)3 d及以上的發(fā)射機會均為11次。因此滿足約束的采樣區(qū)域可行緯度范圍為41°~48°。

圖9 不同緯度區(qū)域的發(fā)射機會Fig.9 Launch opportunities for different latitudes

3.4 采樣區(qū)域緯度誤差范圍

采樣區(qū)域緯度的誤差主要由地月轉移最后一次中途修正和兩次近月制動造成的環(huán)月軌道傾角誤差以及動力下降航程誤差決定。

根據(jù)測定軌誤差和控制誤差精度指標,地月轉移最后一次中途修正殘差造成的軌道傾角誤差約為0.23°;根據(jù)控制系統(tǒng)打靶仿真分析結果,按照控制精度指標的最大包絡,且第二次近月制動控制不修正第一次的傾角誤差(保守分析),兩次近月制動的傾角誤差約為0.77°。因此,軌道傾角總誤差為±1°,對應的緯度變化范圍為±1°;根據(jù)球面三角關系,考慮動力下降航程有±50 km的誤差(包括動力下降初始點誤差和動力下降航程誤差),對應的緯度方向誤差約為±0.3°;考慮動力下降存在±5 km的橫向誤差,對應的緯度誤差約為±0.2°。綜合以上因素,采樣區(qū)域緯度總誤差為±1.5°,考慮探測器系統(tǒng)在故障條件下的適應能力,采樣區(qū)域緯度誤差范圍確定為±2°。

3.5 小結

滿足約束的采樣區(qū)域可行緯度范圍為41°~48°,緯度誤差范圍為±2°,考慮到采樣區(qū)域緯度越低對探測器的能源供應越有利,采樣點緯度范圍確定為43°±2°。

4 采樣區(qū)域經(jīng)度范圍

4.1 最大可達經(jīng)度

軟著陸時月面存在一定的坡度,對地測控通訊天線要求地球仰角大于特定的角度,因此地球高度角對采樣區(qū)域的選擇形成一定的約束。

不同的采樣位置對應的地球高度角不同,圖10給出了2017年12月月球處于最北緯后第3 d的月球正面地球高度角等高線圖,其它月份數(shù)據(jù)稍有變化,但不影響結果的確定。由圖10中可以看出,采樣區(qū)域緯度越高,經(jīng)度越靠西,地球高度角越小。為了保證月面工作期間的最小地球高度角不小于10°的要求,采樣點的經(jīng)度不能大于70°。

圖10 地球高度角等高線圖Fig.10 Earth elevation angle of lunar nearside

4.2 采樣區(qū)域經(jīng)度標稱范圍

采樣區(qū)域的經(jīng)度標稱范圍是指在不考慮誤差因素的影響下,不同的發(fā)射機會對應的采樣點經(jīng)度范圍。由于不同的發(fā)射日期近月制動時的升交點經(jīng)度不同,動力下降時的升交點經(jīng)度也不同,因此采樣區(qū)域的經(jīng)度也不相同。

按照采樣區(qū)域目標緯度43°,航程范圍5 600~7 100 km,動力下降等待時間3 d,月面工作期間太陽高度角30°~50°的條件對2017—2020年的發(fā)射機會進行搜索,計算對應的采樣區(qū)域經(jīng)度分布如圖11所示。

圖11 不同發(fā)射日期的采樣區(qū)經(jīng)度分布Fig.11 Longitude distribution for different launch windows

從計算結果可知,動力下降等待時間為3 d時采樣區(qū)域經(jīng)度范圍為?51.2°~?65°。根據(jù)動力下降時的時序安排及測控需求,動力下降安排連續(xù)3圈的下降機會(每延后1圈下降采樣區(qū)域經(jīng)度西移約1°),因此采樣區(qū)域經(jīng)度標稱范圍為所有下降機會的并集,如圖12所示。根據(jù)上述分析結果,采樣區(qū)域的標稱經(jīng)度范圍為–51.2°~–67°。

圖12 標稱采樣區(qū)域經(jīng)度標稱范圍Fig.12 Nominal longitude range

4.3 采樣區(qū)域經(jīng)度誤差范圍

采樣區(qū)域的經(jīng)度誤差范圍主要由動力下降的航向誤差決定。圖13給出了動力下降航向誤差與落點經(jīng)度誤差之間的幾何關系。

圖13 動力下降航向誤差對應的經(jīng)度誤差Fig.13 Longitudinal dispersion caused by descent error for lunar landing

考慮動力下降航程±50 km的誤差,根據(jù)簡單的球面三角公式進行計算,采樣區(qū)域經(jīng)度對應的誤差范圍為±2.2°。

4.4 小 結

采樣區(qū)域的標稱經(jīng)度范圍為?51.2°~?67°,誤差范圍為±2.2°,采樣區(qū)域的經(jīng)度范圍取值如圖14所示,因此采樣區(qū)域的經(jīng)度范圍取整為59°±10°W。

圖14 采樣區(qū)域經(jīng)度范圍Fig.14 Longitude range of sampling area

5 采樣區(qū)地形地貌和科學價值

根據(jù)工程約束條件,可行的采樣區(qū)域的緯度范圍為43°±2°(N或S),經(jīng)度范圍為59°±10°W。下面進一步針對南北兩個備選采樣區(qū)開展地形地貌和科學價值的分析,從而在工程可實現(xiàn)的基礎上,優(yōu)選出最終的采樣區(qū)范圍。根據(jù)前言的敘述,這兩部分內(nèi)容已經(jīng)超出了本文的討論范疇,這里為了結論的完整性,僅對相關結果進行簡要的敘述。

采樣區(qū)域表面越平整越有利于著陸任務的完成,需要針對南北半球兩塊采樣區(qū)域的地形地貌進行分析。圖15和圖16分別給出了北半球和南半球備選采樣區(qū)域的地形圖。采用“嫦娥二號”(Chang’E-2,CE-2)和月球勘測軌道飛行器(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)獲得的全月高程數(shù)據(jù),通過復雜的分析計算可以對采樣區(qū)的地形狀態(tài)進行定量化的統(tǒng)計研究,這里只給出簡單的分析結果。

圖15 北半球備選采樣區(qū)分布圖Fig.15 Candidate sampling area in lunar north hemisphere

圖16 南半球備選采樣區(qū)分布圖Fig.16 Candidate sampling area in lunar south hemisphere

1)南緯43°±2°S、59°±10°W附近區(qū)域為典型的月陸區(qū)域,地形變化復雜,其周邊區(qū)域的地形起伏較大,非常不利于著陸的安全性。

2)北緯43°±2°N、59°±10°W附近區(qū)域為風暴洋北部區(qū)域,其周邊區(qū)域的地形起伏相對較小,應該可以找到較安全的著陸區(qū)域。

因此從地形條件看,北緯附近采樣區(qū)域較好。

科學價值也是采樣區(qū)選擇的一個非常重要的因素。北半球備選區(qū)域位于風暴洋北部大面積月海,遠離阿波羅和Luna的各次采樣點,區(qū)域內(nèi)出露年齡較輕的愛拉托遜紀玄武巖,年紀輕于現(xiàn)有的月球樣品,具有重要的采樣意義。區(qū)域南部的Rumker火山為典型的月海低鈦玄武巖火山穹窿,取得該地區(qū)的樣品將對認識月?;鹕今妨某煞帧姲l(fā)方式、噴發(fā)歷史、流體力學性質(zhì)等極有意義。南半球備選區(qū)域包含兩類地質(zhì)類型:高原和撞擊坑,地質(zhì)年齡主要為雨海紀,采樣價值不突出。

綜上所述,綜合考慮采樣區(qū)的工程可實現(xiàn)性、地形地貌特征和科學價值等多方面的因素,最終確定的“嫦娥五號”任務采樣區(qū)范圍為經(jīng)度59°±10°W、緯度43°±2°N區(qū)域。

對于2017—2020年內(nèi)給定的發(fā)射機會,需要在已確定的采樣區(qū)范圍內(nèi),根據(jù)標稱軌道設計結果,以及地形地貌、著陸安全性等因素進一步確定該窗口對應的標稱采樣瞄準點及其分布范圍。這部分工作的具體內(nèi)容也超出了本文的討論范疇,這里只給出2020年11月24日首發(fā)窗口對應的采樣區(qū)范圍確定結果,具體如表1和圖17所示。

表1 2020年首發(fā)窗口采樣區(qū)域位置Table 1 Sampling area of the first launch opportunity in 2020

圖17 2020年首發(fā)窗口標稱采樣區(qū)Fig.17 Nominal sampling area of the first launch opportunity in 2020

6 結 論

“嫦娥五號”任務飛行過程復雜、約束條件多且耦合性強,采樣區(qū)域的選擇與軌道設計密不可分。在保證滿足任務要求的基礎上,能夠盡量節(jié)省推進劑、覆蓋更多發(fā)射窗口,“嫦娥五號”任務采用了軌道任務幾何的方法進行采樣區(qū)選擇,這在我國探月任務中尚屬首次。該方法有效降低了工程任務的設計難度,大幅降低了設計過程中的迭代次數(shù),為探測器系統(tǒng)設計創(chuàng)造良好的條件,對保障任務成功具有重要意義。

根據(jù)工程各類的約束條件,“嫦娥五號”任務的可行的采樣區(qū)域的緯度范圍為43°±2°N,經(jīng)度范圍為59°±10°W。該結果綜合考慮了不同的發(fā)射窗口、測定軌及控制誤差等因素帶來的位置變化,基本可適用于2017—2020年的所有可行發(fā)射窗口,能夠有效應對各類未知風險帶來的發(fā)射推遲問題。

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上海航天(2020年6期)2021-01-18 04:50:12
環(huán)月降軌實現(xiàn)月面著陸的控制策略
嫦娥四號順利進入環(huán)月軌道
緯度
齊魯周刊(2017年29期)2017-08-08 06:28:15
環(huán)月遠程快速交會任務規(guī)劃
載人航天(2016年4期)2016-12-01 06:56:13
基于時空緯度的國內(nèi)農(nóng)民工創(chuàng)業(yè)研究
抗生素入選2014年“經(jīng)度獎”研究課題
世界科學(2014年8期)2014-02-28 14:58:25
常用緯度差異極值符號表達式
測繪學報(2014年2期)2014-01-11 02:09:52
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