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ESA月球村建造计划解析及启示
1
作者 周诚 余悦 +2 位作者 高玉月 彭祺擘 王慎泉 《土木工程与管理学报》 2024年第2期1-9,共9页
月球基地在未来具有重要的战略价值,可作为空间安全基地以及航天科学研究的平台。欧洲航天局(ESA)于2015年提出月球村的概念,并于2020年由其并行设施中心(CDF)发表了研究报告《月球村:月球栖息地概念设计》。本文基于该研究报告,首先,... 月球基地在未来具有重要的战略价值,可作为空间安全基地以及航天科学研究的平台。欧洲航天局(ESA)于2015年提出月球村的概念,并于2020年由其并行设施中心(CDF)发表了研究报告《月球村:月球栖息地概念设计》。本文基于该研究报告,首先,介绍了月球村的基本概念,包括其系统划分和总体布局,概述了月球村计划以建造月球栖息地为主要任务的具体实现方案。随后,本文解析了月球村计划的核心——月球栖息地的内部建筑设计与功能分区,并对月球栖息地刚性支撑框架+柔性充气外壳的混合结构特点进行了详细说明。最后,本文从电力、热控、辐射屏蔽三个角度分析了月球栖息地的维保系统设计,为未来的月球基地建造方案和计划提供参考。 展开更多
关键词 月球基地 地外建造 充气外壳 ESA
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月基装备行走运动学分析与连续步态规划
2
作者 何天宇 董洋 +3 位作者 檀傈锰 王岩 赵军鹏 王春洁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 2024年第1期308-316,共9页
针对缓冲行走功能一体的月面探测器构型设计困难、步态分析复杂等问题,提出了一种基于相同支链构型的四足月基装备(LBE)设计分析方法与连续步态规划方案。设计复合功能着陆腿机构及整机多状态位姿;构建LBE在行走状态下的单腿运动学模型... 针对缓冲行走功能一体的月面探测器构型设计困难、步态分析复杂等问题,提出了一种基于相同支链构型的四足月基装备(LBE)设计分析方法与连续步态规划方案。设计复合功能着陆腿机构及整机多状态位姿;构建LBE在行走状态下的单腿运动学模型,对其进行正逆运动学求解,分析单腿与整机工作空间和运动性能;对LBE整机进行水平月面的连续步态规划,并设计单步足端轨迹,通过动力学仿真,验证LBE行走步态稳定性。仿真结果表明:LBE沿前进方向连续稳定运行,质心竖直方向浮动仅占整器高度的0.24%,俯仰角最大摆动幅度为0.34°,翻滚角最大摆动幅度为0.27°。 展开更多
关键词 月基装备 构型设计 运动学分析 可操作度 步态规划
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基于多智能体强化学习的月面极端区域协同探测方法 被引量：1
3
作者 张杨 颜鹏 +1 位作者 谢旭东 白成超 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第1期78-87,共10页
针对单个月球车难以高效鲁棒地探测月面极端区域的问题,提出了一种基于多智能体强化学习的月球车协同探测方法。首先,将探测区域进行离散化处理,并使用栅格地图表达探测信息及各月球车的位置信息,然后,使用深度神经网络对视觉图像信息... 针对单个月球车难以高效鲁棒地探测月面极端区域的问题,提出了一种基于多智能体强化学习的月球车协同探测方法。首先,将探测区域进行离散化处理,并使用栅格地图表达探测信息及各月球车的位置信息,然后,使用深度神经网络对视觉图像信息、激光雷达信息以及栅格地图信息进行特征提取;之后,在多智能体强化学习的架构下学习月球车的协同探测策略,通过设计考虑探测时间、安全约束及通信约束的奖励函数,使月球车可以快速安全地对月面极端区域进行协同探测;最后,在Gazebo中搭建了月面仿真环境并进行了仿真验证。结果表明:所提出的方法具备较高的探测效率与较好的安全保障。 展开更多
关键词 月球车 月面极端区域 协同探测 多智能体强化学习
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“嫦娥七号”探测器任务综述
4
作者 余后满 饶炜 +1 位作者 张益源 邢卓异 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第6期567-576,M0001,M0002,共12页
近年来国际上月球探测区域主要集中在月球南极,“嫦娥七号”探测器任务,将实现对月球南极“绕”“落”“巡”“飞跃”四位一体综合探测。介绍了月球南极不同于中低纬度地区的特殊环境,分析了特殊环境条件对探测器设计带来的诸多挑战;给... 近年来国际上月球探测区域主要集中在月球南极,“嫦娥七号”探测器任务,将实现对月球南极“绕”“落”“巡”“飞跃”四位一体综合探测。介绍了月球南极不同于中低纬度地区的特殊环境,分析了特殊环境条件对探测器设计带来的诸多挑战;给出了探测器的总体方案设计,包括系统组成和飞行流程,以及探测器需突破以复杂地形高精度定点软着陆、月面飞跃、月面着陆采样行走、全局感知与任务规划、水冰与挥发分保真采样为代表的一系列先进技术。为任务顺利实施和后续航天事业奠定了坚实的技术基础。 展开更多
关键词 嫦娥七号 探测器 任务综述 月球南极
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俄罗斯月球-25探测器失利影响分析
5
作者 肖武平 侯广厦 +1 位作者 张扬眉 王帅 《国际太空》 2023年第9期15-19,共5页
2023年8月11日,俄罗斯利用联盟-2.1b(Soyuz-2.1b)火箭将月球-25(Luna-25)探测器发射入轨,8月19日,月球-25探测器在进行轨道机动时发生异常,坠毁在月球表面。俄罗斯初步分析表明,事故由轨道机动超过预定时长导致。本文介绍此次任务基本... 2023年8月11日,俄罗斯利用联盟-2.1b(Soyuz-2.1b)火箭将月球-25(Luna-25)探测器发射入轨,8月19日,月球-25探测器在进行轨道机动时发生异常,坠毁在月球表面。俄罗斯初步分析表明,事故由轨道机动超过预定时长导致。本文介绍此次任务基本情况并开展初步分析。 展开更多
关键词 轨道机动 月球表面 探测器 俄罗斯 火箭
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美国“赛琪”探测器升空,将首次详探金属小行星
6
作者 张扬眉 王帅 《国际太空》 2023年第11期6-13,共8页
2023年10月13日,美国“赛琪”(Psyche)小行星探测器从肯尼迪航天中心由美国太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰重型”(Falcon Heavy)运载火箭发射升空。“赛琪”是美国国家航空航天局(NASA)“发现计划”(Discovery Program)的第14次任务... 2023年10月13日,美国“赛琪”(Psyche)小行星探测器从肯尼迪航天中心由美国太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰重型”(Falcon Heavy)运载火箭发射升空。“赛琪”是美国国家航空航天局(NASA)“发现计划”(Discovery Program)的第14次任务,将探测金属小行星——灵神星(Psyche),帮助解答有关太阳系起源和形成等基本问题。按计划,“赛琪”将于2029年8月抵达灵神星,并开始为期26个月的科学探测活动。 展开更多
关键词 肯尼迪航天中心 太阳系起源 太空探索 科学探测 小行星 神星
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月船-3成功着陆月球 印登月雄心终获实现
7
作者 张扬眉 蒋一雄 《国际太空》 2023年第9期9-14,共6页
2023年8月23日20:34,印度月船-3(Chandrayaan-3)探测器成功在月球南纬69.37°、东经32.35°附近区域着陆,印度成为继苏联、美国和中国之后,第四个在月球表面成功着陆的国家。在历经四年前月船-2着陆失败的挫折后,月船-3着陆终... 2023年8月23日20:34,印度月船-3(Chandrayaan-3)探测器成功在月球南纬69.37°、东经32.35°附近区域着陆,印度成为继苏联、美国和中国之后,第四个在月球表面成功着陆的国家。在历经四年前月船-2着陆失败的挫折后,月船-3着陆终获成功,印度自此进入“月球着陆俱乐部”,这极大地增强了印度人民的自豪感和自信心,对提升印度的国家影响力具有重要意义,印度总理莫迪称这是“新印度胜利的呐喊”。月船-3着陆月球后,印度空间研究组织(ISRO)通过社交媒体宣布,智慧号(Pragyan)月球车从着陆器中驶出,探测器所有系统正常。9月3日,ISRO宣布智慧号月球车已完成主要任务,行驶距离超过100m,将进入休眠状态并等待下一次唤醒。 展开更多
关键词 空间研究组织 月球车 着陆器 月球着陆 行驶距离 休眠状态 月球表面 社交媒体
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日本发射SLIM,验证高精度月面软着陆技术
8
作者 肖武平 《国际太空》 2023年第10期14-20,共7页
2023年9月7日,日本在种子岛航天中心使用H-2A火箭成功发射“小型月球探测着陆器”(SLIM),将演示验证高精度月面软着陆。该任务是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)研制的小型、低成本任务,成本约180亿日元(约合1.4亿美元)。除实现工程、... 2023年9月7日,日本在种子岛航天中心使用H-2A火箭成功发射“小型月球探测着陆器”(SLIM),将演示验证高精度月面软着陆。该任务是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)研制的小型、低成本任务,成本约180亿日元(约合1.4亿美元)。除实现工程、科学目标外,JAXA还希望通过SLIM的小型化、低成本技术对私营企业开展商业月球探测提供帮助。 展开更多
关键词 种子岛航天中心 月球探测 着陆器 研究开发机构 月面软着陆 低成本技术 演示验证 宇宙航空
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月面大范围空间机动初步优化
9
作者 任宽 申麟 +2 位作者 李扬 吴胜宝 胡冬生 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第1期52-58,共7页
月面大范围机动技术将是未来探索以及开发月球的关键技术之一,月面机动轨迹优化可以显著减少机动过程的燃料消耗。主要针对月面大范围机动轨迹进行初步优化,将整个机动轨迹分为上升段、自由漂浮段、第1次动力减速段、垂直动力着陆段,前... 月面大范围机动技术将是未来探索以及开发月球的关键技术之一,月面机动轨迹优化可以显著减少机动过程的燃料消耗。主要针对月面大范围机动轨迹进行初步优化,将整个机动轨迹分为上升段、自由漂浮段、第1次动力减速段、垂直动力着陆段,前面3个飞行阶段是对整个飞行任务的初制导,在达到飞行射程的同时使飞行终端满足垂直着陆段的降落要求,通过垂直着陆段修正初制导误差,使飞行器满足目标点精确着陆要求。首先,建立各个飞行阶段的运动学模型,将前3个飞行阶段作为一个轨迹优化问题,采用遗传优化算法对优化问题进行求解。另外,将垂直动力着陆段轨迹优化问题通过无损凸化和离散的方式转化为一个有限维的二阶锥凸问题,通过凸优化求解器求解以实现在线轨迹优化。仿真结果表明,采用的轨迹优化方法具有较高的任务适应性和鲁棒性,可以适应不同机动任务需求实现高精度垂直动力着陆。 展开更多
关键词 月面大范围机动技术 机动轨迹优化 垂直动力着陆 凸优化
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基于阴影特征的月面凹障碍自动识别检测方法
10
作者 刘晓慧 刘世瑛 +2 位作者 刘少然 王镓 钱雪茹 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第6期659-666,共8页
基于月面凹障碍在光照下存在阴影和高亮区一一对应的特征,提出一种月面凹障碍自动识别检测方法。运用自适应双阈值分割法将凹障碍的阴影区和高亮区从背景中自动分割出来,并聚类出每个阴影区和高亮区具体的位置;引入先验光照信息,利用光... 基于月面凹障碍在光照下存在阴影和高亮区一一对应的特征,提出一种月面凹障碍自动识别检测方法。运用自适应双阈值分割法将凹障碍的阴影区和高亮区从背景中自动分割出来,并聚类出每个阴影区和高亮区具体的位置;引入先验光照信息,利用光照方向对阴影和高亮区精确匹配,完成对单个凹障碍粗提取;遍历所有包含单个凹障碍的原始图像子图像序列,进行边缘检测和参数拟合,解决了同时处理多个障碍的干扰影响,能够有效识别检测所有凹障碍的位置和范围。 展开更多
关键词 凹障碍 阈值分割 聚类分析 阴影匹配 边缘检测
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含冰月壤冻土钻取采样方案设计与验证
11
作者 季节 杨旭 +3 位作者 张伟伟 肖涛 孙京 姜生元 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期73-81,共9页
我国探月工程四期拟在月球南极开展着陆探测,目标之一是对月球永久阴影坑内的含冰月壤冻土进行采样和原位分析。根据对月壤采样分析技术特点和永久阴影坑环境条件的分析和总结,认为采样方案需要具有月壤冻土高效钻进、重复使用多点采样... 我国探月工程四期拟在月球南极开展着陆探测,目标之一是对月球永久阴影坑内的含冰月壤冻土进行采样和原位分析。根据对月壤采样分析技术特点和永久阴影坑环境条件的分析和总结,认为采样方案需要具有月壤冻土高效钻进、重复使用多点采样和获取碎屑形态样品的能力,由此提出使用深槽螺旋钻以回转冲击钻进模式进行月壤冻土采样的方案。从提高钻进能力、保证采样能力2个方面对深槽螺旋钻结构和作业规程的关键参数进行识别、分析与设计。使用CUG-1A模拟月壤,对钻具的钻进能力和采样能力进行解耦性试验验证,在4.0%含水率高密实度模拟月壤冻土中,钻具可以在140 N钻压力条件下达到45.8 mm/min的平均钻进速度,获取7 g以上月壤样品。文章的研究结果验证了使用深槽螺旋钻进行月壤冻土钻取采样的可行性,可为我国未来开展月球极区含冰月壤采样探测提供可选方案。 展开更多
关键词 含冰月壤冻土 月壤采样 深槽螺旋钻 采样试验
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月面人机协同作业机械臂安全轨迹规划
12
作者 袁帅 王义宇 +1 位作者 张泽旭 李亚楠 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期874-884,共11页
面向未来载人登月人类-机器人现场协同作业任务,开展了人机共融下机器臂作业过程安全轨迹规划研究,提出了基于机械臂动态调整机制和凸优化理论的轨迹规划方法。该方法充分考虑采样作业机械臂关节角速度、角加速度和转矩等多种约束,以时... 面向未来载人登月人类-机器人现场协同作业任务,开展了人机共融下机器臂作业过程安全轨迹规划研究,提出了基于机械臂动态调整机制和凸优化理论的轨迹规划方法。该方法充分考虑采样作业机械臂关节角速度、角加速度和转矩等多种约束,以时间和能耗为综合指标函数,将轨迹规划问题表征为含约束的数值优化问题;利用参数化方法将多维动力学约束简化成基于标量参数的约束,降低规划问题的计算复杂度;建立基于航天员和机器人相对运动学参数的安全评估机制,将航天员的安全融入规划问题,并利用直接配点法和McCormick包络方法求解并构建机械臂的安全轨迹。以机器人-人协同作业为背景进行算法仿真,结果表明本文所提出的安全轨迹规划能够实现在航天员干预下进行高效安全的机器人作业。 展开更多
关键词 人机共融 月面人机协作 轨迹动态调节 安全轨迹规划 凸优化方法
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模块化月球表层采样力学模型
13
作者 吕嘉航 李谦 +2 位作者 胡定坤 罗浩天 邹欣悦 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期63-72,共10页
因不受作业空间的限制,月球表层采样机具设计形式多样,为建模分析带来较大难度。为避免不同结构机具分析时重复建模,建立了一种模块化的月球表层采样力学模型。该模型将复杂的采样机具拆分成若干个基本面单元,基于朗肯土压力理论、最大... 因不受作业空间的限制,月球表层采样机具设计形式多样,为建模分析带来较大难度。为避免不同结构机具分析时重复建模,建立了一种模块化的月球表层采样力学模型。该模型将复杂的采样机具拆分成若干个基本面单元,基于朗肯土压力理论、最大抗剪强度理论和地基极限承载力理论对面单元在采样过程中的受力进行分析,组合各个面单元所受到的力获得复杂机具的力学模型。基于不同机具形式与贯入角度的模拟月壤贯入试验,对理论模型进行了试验验证,通过引入月壤密度沿深度的影响修正公式,将理论模型的误差率降低至8.2%。结果证明该力学模型和模块化理论可行,为后期月球表层采样机具的设计研发提供了参考。 展开更多
关键词 月球表层采样 力学模型 模块化理论 机土作用 模拟月壤
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一种离散轨道数据约束下的地月三体轨道脉冲转移算法
14
作者 王义宇 罗宇航 +5 位作者 徐田来 包为民 袁帅 张泽旭 李宸硕 胡志杰 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第5期481-493,共13页
针对地月圆型限制性三体模型下的多脉冲轨道转移问题,基于离散轨道数据提出了一种分层重构建模方法和双层优化求解算法。通过将最小脉冲问题分层重构,建模为双层优化问题,并给出双层优化求解算法实现了转移轨道设计:上层优化问题考虑了... 针对地月圆型限制性三体模型下的多脉冲轨道转移问题,基于离散轨道数据提出了一种分层重构建模方法和双层优化求解算法。通过将最小脉冲问题分层重构,建模为双层优化问题,并给出双层优化求解算法实现了转移轨道设计:上层优化问题考虑了离散轨道数据约束,算法采用智能算法使其具有普适性和计算效率;下层优化问题则在始末状态约束、时间约束、脉冲约束和脉冲点约束等多种约束下仅优化脉冲序列,避免了对初始值的敏感性,算法通过序列二次规划方法可得到局部最优解。通过多种场景下的仿真验证,可得所提出的双层优化建模框架和求解算法适用于不同类型的轨道转移,实现了多脉冲的能量最优转移,通过对比仿真对于地月三体系统下特殊轨道之间的转移轨道设计具有重要意义。 展开更多
关键词 地月三体系统 多脉冲轨道转移 最小脉冲问题 双层优化
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日本发射“白兔-重启-任务1”,拉开全球商业月球探测序幕
15
作者 肖武平 《国际太空》 2023年第1期22-26,共5页
2022年12月11日,日本i太空公司(ispace)的首次商业月球着陆任务——“白兔-重启-任务1”(HAKUTO-R-M1,简称白兔-R-M1)搭乘猎鹰-9 (Falcon-9)运载火箭发射升空,预计将于2023年4月在月球着陆。白兔-R是ispace公司研制的商业月球着陆器,以... 2022年12月11日,日本i太空公司(ispace)的首次商业月球着陆任务——“白兔-重启-任务1”(HAKUTO-R-M1,简称白兔-R-M1)搭乘猎鹰-9 (Falcon-9)运载火箭发射升空,预计将于2023年4月在月球着陆。白兔-R是ispace公司研制的商业月球着陆器,以将用户的有效载荷交付至月球表面为主要目的,此次任务的用户包括阿联酋穆罕默德·本·拉希德航天中心(MBRSC)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、商业公司等。白兔-R-M1是全球首次以商业目的为核心的月球探测任务,正式拉开了商业月球探测的序幕。 展开更多
关键词 月球探测 航天中心 月球着陆 研究开发机构 全球商业 月球表面 宇宙航空 有效载荷
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韩国首次月球探测任务分析
16
作者 张扬眉 《国际太空》 2023年第3期63-67,共5页
2022年12月28日,韩国首个月球探测器——“达努里”(Danuri)在成功抵达月球之后,拍摄了令人惊叹的“地出”(Earthrise)照片,显示出月球的坑洼表面以及位于远处的地球。自此,韩国成为全球第七个成功实施月球探测任务的国家或地区,也是第... 2022年12月28日,韩国首个月球探测器——“达努里”(Danuri)在成功抵达月球之后,拍摄了令人惊叹的“地出”(Earthrise)照片,显示出月球的坑洼表面以及位于远处的地球。自此,韩国成为全球第七个成功实施月球探测任务的国家或地区,也是第四个成功实施月球任务的亚洲国家。 展开更多
关键词 月球探测 任务分析 韩国
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载人月球探测任务新飞行器名称征集活动公告
17
作者 无 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期F0003-F0003,共1页
载人月球探测工程登月阶段任务已全面启动实施,各项研制建设工作正在加紧推进,为汇聚社会智慧,中国载人航天工程办公室现启动载人月球探测任务新飞行器征名活动。一、征集内容及范围。新一代载人飞船、载人月面着陆器的名称(含命名释义)... 载人月球探测工程登月阶段任务已全面启动实施,各项研制建设工作正在加紧推进,为汇聚社会智慧,中国载人航天工程办公室现启动载人月球探测任务新飞行器征名活动。一、征集内容及范围。新一代载人飞船、载人月面着陆器的名称(含命名释义),所有热爱中国载人航天事业的自然人、法人及组织均可参与。二、活动安排。征集活动按照发布公告、初步评选、网络投票、最终评选和结果公布5个环节组织实施。 展开更多
关键词 载人月球探测 载人月面着陆器 载人飞船 网络投票 飞行器 登月 征集活动 自然人
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卫星大部件二维转台装配工艺方法
18
作者 董自瑞 季红侠 +2 位作者 马赫 杨宝 周诚 《上海航天（中英文）》 CSCD 2023年第4期152-156,共5页
为了满足某卫星大部件二维转台在地面重力状态装配后,保证其在轨解锁前精度一致性,提出了二维转台装配工艺优化方法。首先通过模拟载荷配重试验,探索转台星上接口重力下变化规律,保证结构板组合加工偏差,优化卫星层板组合加工工艺方法;... 为了满足某卫星大部件二维转台在地面重力状态装配后,保证其在轨解锁前精度一致性,提出了二维转台装配工艺优化方法。首先通过模拟载荷配重试验,探索转台星上接口重力下变化规律,保证结构板组合加工偏差,优化卫星层板组合加工工艺方法;其次分析二维转台机构变形,采用卸载装星工装,并对二维转台卸载装配前后关键变形进行精测对比。二维转台通过模拟试验和卸载装配后,保证了地面重力压紧状态和卸载状态下装配精度均在设计指标内,满足卫星二维转台装配要求。通过模拟试验确定结构加工公差余量,在进行卸载装配时,对卸载前后精度精测对比,是卫星大部件载荷装配工艺的正确方法。 展开更多
关键词 二维转台 装配 模拟加载 装配卸载 精测
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我国载人登月任务全面启动
19
《红外》 CAS 2023年第9期F0004-F0004,共1页
记者8月31日从中国载人航天工程办公室获悉,我国载人月球探测工程登月阶段任务已全面启动实施,各项研制建设工作正在加紧推进,从即日起至9月30日24时,面向社会公开征集新一代载人飞船、载人月面着陆器的名称。
关键词 载人登月 载人月面着陆器 载人月球探测 载人飞船 面向社会 中国载人航天工程 新一代 办公室
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行星越障轮式月球车的设计 被引量：28
20
作者 邓宗全 高海波 +1 位作者 胡明 王少纯 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期203-206,209,213,共6页
为提高月球车的越障能力 ,结合月球表面的复杂环境 ,设计了一种行星越障轮式月球车 .该车主要由 3大部件组成 :车架、悬架 (由扭杆弹簧和磁弹簧减振器并联构成 )和行星越障轮 .设计重点在月球车的行驶系统 ,该车不仅在悬架设计上考虑了... 为提高月球车的越障能力 ,结合月球表面的复杂环境 ,设计了一种行星越障轮式月球车 .该车主要由 3大部件组成 :车架、悬架 (由扭杆弹簧和磁弹簧减振器并联构成 )和行星越障轮 .设计重点在月球车的行驶系统 ,该车不仅在悬架设计上考虑了行驶系统的越障性能———采用了扭杆弹簧和磁弹簧减振器相结合的形式 ,而且在车轮的设计上也考虑到车轮本身的越障能力———采用了行星越障轮 .对该车的行驶系统进行了概述 ,并对行驶性能进行了分析和计算 .结果表明 :该车具有较强的越障能力和灵活的转弯特性 。 展开更多
关键词 设计 月球车 行星越障轮 磁弹簧减振器 越障能力 宇宙空间探测器
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