嫦娥三号月球探测器资料
嫦娥三号月球探测器资料
北京时间２０１３年１２月２日１时３０分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功将“嫦娥三号”探测器发射升空。
嫦娥三号月球探测器由着陆器和巡视器共同组成。与嫦娥一号、二号不同，嫦娥三号不再称为卫星，而是称作“探测器”，包括着陆器和月面巡视器。
２０１３年１１月２６日嫦娥三号月球车得名“玉兔”在我国首辆月球车全球征名活动中，近６５万网民投票“玉兔”号。
嫦娥三号月球探测器总重近３．８吨。在月球表面软着陆后，“玉兔”号将驶离着陆器进行为期约３个月的科学探测，着陆器则在着陆地点进行就位探测。按照计划，将于１２月中旬择机在月球虹湾地区实现软着陆，开展月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测等科学探测任务。２０１７前后将开展探月工程第三期任务，主要是实现月球表面软着陆并采样返回。
“人类探月一般遵循“探”“登”“驻”三大步。中国探月工程将第一大步“探月”细分为三期——即“绕”“落”“回”三小步。
绕月探测工程，由嫦娥一号卫星承担。“绕月”任务圆满完成后，进入探月工程二期“落月”阶段，“落月”主任务由嫦娥三号承担。嫦娥二号由嫦娥一号“备份星”转为嫦娥三号“先导星”。嫦娥三号是中国首个在地球以外天体实施软着陆的航天器，将实现探月工程二期“落”的工程目标。
与嫦娥一号、二号相比，嫦娥三号探测器的技术跨度大、设计约束多，结构也更为复杂，主要包括着陆器和巡视器两大部分，其中巡视器，俗称月球车，由９个分系统组成；而着陆器是为了实现月面软着陆专门量身定做的新型航天平台，具有１１个分系统。
嫦娥三号探测器由运载火箭发射升空后，经发射段、地月转移段、环月段和动力下降段等过程，飞行大约１４天的时间，将以软着陆的方式降落在月球虹湾地区；之后，着陆器释放巡视器；两器分离后，各自独立开展月面探测工作。与以往航天器相比，嫦娥三号最大的特点就是首次在地球以外天体执行软着陆及月面巡视勘察任务，创造了中国航天史上的又一第一。嫦娥三号在飞行任务期间，将重点实现三大工程目标。一是突破月球软着陆、月面巡视勘察等关键技术，提升航天技术水平；二是研制月球软着陆探测器和巡视探测器，建立地面深空站，具备月球软着陆探测的基本能力；三是建立月球探测航天工程基本体系。此外，嫦娥三号还将开展月表形貌和地质构造调查、月表物质成分及其可利用资源的调查、日－地－月空间环境探测与月基天文观测等科学探测，对中国后续探月工作发挥重要作用，将有效促进深空探测领域的发展。
探月工程二期是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步，是承前启后的关键一步，包括嫦娥二号、嫦娥三号和嫦娥四号任务。其中，先导星嫦娥二号在完成环
月探测后，先后成功实施日地拉格朗日Ｌ２点环绕探测、图塔蒂斯小行星飞越探测等一系列创新性任务，目前仍在继续向更远深空飞行，距地球已超过５０００万公里。
中国探月三期工程“回”的任务将由嫦娥五号完成，届时嫦娥五号将实现月球采样后自动返回，为了完成该任务，“嫦娥五号”将携带“四件套”，分别是月球着陆探测器、月面巡视器、月面上升器和轨道返回器。
“嫦娥三号”探测器和“长征三号乙”运载火箭由中国航天科技集团公司抓总负责研制。与发射“嫦娥二号”卫星火箭相比，此次发射的火箭进行了多项技术状态更改，突破了多项关键技术，进一步提高了可靠性和安全性。此次任务是长征系列运载火箭的第１８６次发射。
嫦娥三号将降落月球虹湾
虹湾”是一块类似平原的地方，南北约１００公里、东西约３００公里。根据嫦娥二号卫星在离月球表面１５公里远的地方拍摄的虹湾地貌图，该地区的北面和西面被山包围，东南面较开阔。总体上看，虹湾区域表面较平坦，由玄武岩质的月壤覆盖，分布有不同大小的环形坑和石块，其中最大的环形坑直径约２０００米，深约４００多米，由于是高精度成像，甚至能看到月面上直径四五米的坑和直径３米的石头。
“嫦娥三号”的着陆器上将携带一台近紫外月基天文望远镜和一台极紫外望远镜，前者用来在月球上看天文，因为月球上没有大气且能长时间观测，这是世界上第一次用月基天文望远镜观测；后者用于观测地球等离子体层的密度、结构等变化，这是反映地球空间环境变化的指标，这在世界上也是第一次。
着陆器月球车会“冬眠”
因没有大气层，月球表面昼夜温差非常大，夜晚的温度在零下１５０℃到零下１８０℃，因此嫦娥三号安然度过漫漫长夜是任务过程中的最大挑战。因夜间气温低，为避免损坏，着陆器和月球车都将“冬眠”，但仪器箱内部要用核电池将温度升至零下４０℃，这是仪器能耐受的最低温度。因为月球上的一昼夜长达２７.３２天，即四周的时间，因此着陆器和月球车将冬眠两周左右，等天亮后才会继续工作。
【嫦娥三号七大看点】第一、首次实现我国航天器在地外天体软着陆。目前，全世界仅有美国、苏联成功实施了１３次无人月球表面软着陆。如果嫦娥三号成功落月，中国将成为世界上第３个实现月球软着陆的国家。第二、首次实现我国航天器在地外天体巡视探测。全世界只有美国实现了载人登月。苏联开展了２次月面无人巡视探测任务。如果月球车“玉兔”号在月面“走起来”，中国将成为世界上第２个实施无人月球巡视探测的国家。第三、首次实现对月球探测器的遥操作。“玉兔”号月面巡视探测采用自主加地面控制相结合的方式。一方面地面根据环境参数对“玉兔”进行任务规划，而巡视器自主完成局部规划、避障并具备安全监测、应急保护的能力。第四、首次研制我国大型深空站，初步建成覆盖行星际的深空测控通信网。掌握了大口径高效率天线关键技术，实现了高精度、快速测定轨和月面定位目标。第五、首次在月面开展多种形式的科学探测。嫦娥三号的着陆器和巡视器将分别搭载４台科学载荷，用于月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地月空间和月表环境探测与月基光学天文观测。第六、首次在我国航天器上采用同位素热源和两相流体回路技术，确保探测器在极端温度环境下的月面生存。第七、首次研制建设一系列高水平特种试验设施，创新形成了一系列先进试验方法。
【中国探月工程五大系统】中国探月工程由月球探测卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统和地面应用系统五大系统组成。
月球探测卫星系统：由中国空间技术研究院负责研制的月球探测卫星命名为嫦娥系列卫星。即将发射的嫦娥三号探测器主要由着陆器和巡视器组成。任务期间，它们主要承担月表形貌与地质构造调查，月表物质成分和可利用资源调查，地球等离子体层探测和月基光学
天文观测等三项任务。
运载火箭系统：由中国运载火箭技术研究院负责研制的运载火箭是把搭载的卫星送入预定轨道的运载工具。嫦娥三号发射使用长征三号乙改进型火箭，这是我国目前最大推力的运载火箭。
发射场系统：主要负责组织指挥火箭的组装、测试、加注及发射，同时负责提供卫星的组装、测试和发射保障，火箭发射后的跟踪测量和控制。负责发射的是西昌卫星发射中心。它是中国三大发射场之一，也是我国对外开放最早、发射卫星最多的航天发射场。西昌卫星发射中心先后成功发射嫦娥一号、嫦娥二号卫星。
测控系统：主要负责火箭及卫星的轨道测量、图像及遥测监视、遥控操作、数据注入、飞行控制等。测控系统主要由北京飞行控制中心，喀什、佳木斯等地面测控站和远望号远洋航天测量船组成。
地面应用系统：由中国科学院国家天文台负责研制和建设。地面应用系统由数据接收、运行管理、数据预处理、数据管理、科学应用五个分系统组成。
【中国探月历程】
２００４年探月工程正式立项以来，嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号带着全国人民和海外华人的期许，托举飞天奔月中国梦。
２００７年１０月２４日，嫦娥一号直刺苍穹。作为我国首颗探月卫星，嫦娥一号成功“绕月”，是继人造地球卫星、载人航天飞行之后我国航天事业发展的又一座里程碑，标志我国迈出了深空探测的第一步。探月之旅，不断托举中国高度。２０１０年１０月１日，嫦娥二号成功发射，获得世界首幅分辨率为７米的全月图；为嫦娥三号验证了部分关键技术；在拓展试验中首次从月球轨道出发飞赴日地拉格朗日Ｌ２点进行科学探测；对图塔蒂斯小行星近距离交会探测……目前，已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号与地球间距离突破６０００万公里，有望飞到３亿公里的深空。探月之旅，书写航天崭新篇章。２０１３年１２月２日，嫦娥三号披挂出征。如果嫦娥三姑娘稳稳“落下去”——月面软着陆，“玉兔”号月车缓缓“走起来”——月面巡视探测，中国将成为世界上第三个实现月面软着陆和月面巡视探测的国家。这也是中国航天器首次在地外天体软着陆探测。国际深空探测俱乐部，中国是一个后来者、追赶者。约半个世纪以前，苏联发射的探测器第一次掠月而过；１９６９年美国实现了载人登月。实干兴邦、自强者兴。中国愿意国际合作，但关键技术是买不来的。创新型国家的建设，靠我们自己。中国航天人不甘于瞅着别人的脚步兴叹，而要自主创新有所作为。中国探月者发扬特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的航天精神，夜以继日埋头苦干砥砺攻关。“颗颗螺钉连着航天事业，小小按钮维系民族尊严。”西昌发射中心“靶场”发射塔架一侧刻在大山上的２０个大字和它背后精益求精的航天质量文化，护卫着嫦娥的每一次远征。
【中国探月工程大事记】
１９９８年，原国防科工委正式开始规划论证月球探测工程，并开展先期科技攻关。２００４年１月，绕月探测工程立项；２月，绕月探测工程命名为“嫦娥工程”。２００７年１０月２４日，嫦娥一号发射成功；１１月７日，嫦娥一号卫星准确进入月球轨道；１１月２６日，来自嫦娥一号的一段语音和《歌唱祖国》歌曲从月球轨道传回，中国首次月球探测工程第一幅月面图像通过新华社传到了世界各地。２００８年１月３１日，原国防科工委正式发布首幅由嫦娥一号卫星拍摄的月球极区图像；１１月１２日，由嫦娥一号拍摄数据制作完成的“中国第一幅全月球影像图”公布。这是世界上已公布的月球影像图中最完整的一幅影像。２００９年３月１日，嫦娥一号卫星受控撞月。“绕月”任务圆满完成后，进入探月工程二期“落月”阶段，“落月”主任务由嫦娥三号承担。嫦娥二号由嫦娥一号“备份星”转为嫦娥三号“先导星”。２００８年１０月，国务院批准实
施嫦娥二号任务。２０１０年１０月１日，长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心把嫦娥二号卫星成功送入太空；１０月９日，嫦娥二号卫星成功进入轨道高度为１００公里的圆形环月工作轨道；１０月２６日，嫦娥二号卫星成功降轨，进入远地点１００公里，近月点１５公里的轨道，为在月球虹湾区拍摄图像做好了准备；１０月２９日，嫦娥二号卫星圆满完成对月球虹湾区成像任务。卫星通过实施升轨控制，近月点返回１００公里；１１月８日，国防科工局公布嫦娥二号月面虹湾局部影像图。２０１１年４月１日，嫦娥二号半年设计寿命期满，既定的六大工程目标和四大科学探测任务圆满完成；２０１１年４月下旬至５月底，补拍月球南北两极漏拍点和再次对嫦娥三号预选着陆区进行高清晰成像；８月２５日，嫦娥二号在世界上首次实现从月球轨道出发，受控准确进入日地拉格朗日Ｌ２点的环绕轨道。２０１２年２月６日，国防科工局发布嫦娥二号获得的７米分辨率全月球影像图；１２月１３日，嫦娥二号受控飞抵距地球约７００万公里远深空，飞越探测图塔蒂斯小行星。目前，已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号，与地球间距离突破６０００万公里，并继续向更远深空“长征”。
阅读下面的文本，完成小题。 人类首次登陆月球背面的探测器 喻菲 这里既无风也无雨，除了不时飞落的大大小小的陨石，已经寂静了 40 多亿年。2018年，月球永远背向地球的那一面将首次迎来人类的着陆探测器——嫦娥四号。 中国国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰透露，中国计划于 2018 年 5 月底或．6 月初将嫦娥四号的中继卫星发射至地月拉格朗日 L2 点的 Halo 轨道上，并在约．半年后发射嫦娥四号的着陆器和巡视器，对月球背面南极艾特肯盆地开展着陆巡视探测。 月球背面成为探测热点 我们选择月球背面接近南极的艾特肯盆地着陆，因为这里是国际关注的热点，被科学家认为最有可能出科研成果的地方。?刘彤杰在近日举行的国家十二五科技创新成就展上对新华社记者说。 据介绍，月球背面独特的环境条件和复杂的地质历史，一直是学术界和工程界探测与研究的难点、热点以及未来规划开展探测的重点。随着航天技术的不断发展，开展对月球背面的着陆与巡视探测越来越受到航天大国的重视。目前美国航空航天局和欧洲空间局等都已制定了未来月球背面探测计划，特别是欧洲空间局提出了系统的月球背面探测任务建议书，并计划于 2025 年实施该计划的发射任务。 刘彤杰介绍，由于嫦娥四号在月球背面登陆，地面测控站无法直接测控着陆过程和月面就位和巡视探测，只能依靠中继星。中继星的
传输链路通道资源有限，着陆的区域又是靠近南极，那里地形崎岖起伏，变化多样，而且后续的遥科学、遥操作都是通过中继星实施，这使得嫦娥四号比嫦娥三号任务更为复杂。 嫦娥四号的行囊 去旅行一定要带上相机，去从未被踏足过的月球背面更不必说。 刘彤杰介绍，嫦娥四号的着陆器上将带有降落相机、地形地貌相机，月球车上将带有全景相机。 此外，嫦娥四号的月球车还将继承?玉兔用于探测月球浅表层结构的测月雷达，以及分析月壤元素和矿物类型的红外成像光谱仪。 针对月球背面如此独特的地方，嫦娥四号还准备在着陆器上携带新研发的一个重要科学载荷：低频射电频谱仪。 它将利用月球背面没有地球电磁波干扰、天然‘洁净’的环境，研究太阳爆发、着陆区上空的月球空间环境，还可以对来自太阳系行星的低频射电场进行观测，并‘聆听’来自宇宙更深处的‘声音’。刘彤杰说。 国际合作探索深空 刘彤杰介绍，嫦娥四号还将开展国际合作，搭载三个以外方为主研制的探测器。 这是探月工程在中国国家航天局主导下，与国外开展的深度友好合作。可使中国工程师和科学家学习国外的先进技术，共享科学数据，共同开展科学研究，还可以扩大中国航天的影响力，是双赢的合作。刘彤杰说。
2013年12月3日，星期二，多云，气温6℃-17℃。 我国成功发射“嫦娥三号”探测器 今天凌晨1时30分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将“嫦娥三号”探测器发射升空。“嫦娥三号”将首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，为我国探月工程开启新的征程。 运载“嫦娥三号”的长征三号乙运载火箭完全按照“零窗口”准时发射。火箭飞行19分钟后，器箭分离，“嫦娥三号”顺利进入近地点高度210公里，远地点高度约36.8万公里的地月转移轨道。2时18分许，太阳翼展开。西昌卫星发射中心主任张振中随即宣布：“嫦娥三号”发射任务取得圆满成功。 “嫦娥三号”奔月飞行约需112小时，在此期间将视情况进行轨道修正。预计探测器将于12月6日飞行至月球附近，实施近月制动，进入100×100公里的环月圆轨道。 按照计划，“嫦娥三号”将于12月中旬择机在月球虹湾地区实现软着陆，开展月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测等科学探测任务。“嫦娥三号”探测器由着陆器和巡视器（也叫月球车）组成。 和地球一样，月球上也有开阔的平地、高原，连绵不断的山脉，陡峭的崖壁，以及幽深的大沟。搭载在“嫦娥三号”上各种探测仪器能够让这些高山、岩石“开口说话”，从它们身上读出月球的历史故事。 在月球上，除悬崖峭壁之外，几乎所有月面都覆盖着一层厚厚的月壤。这些月壤主要由频繁撞击所产生的岩石碎屑、粉末等溅射物经过46亿年的累积形成，月壤下可能隐藏着人类所需要的宝藏，例如可供人类长期使用的清洁、安全、高效的核聚变燃料氦3。 跟随“嫦娥三号”落月的测月雷达、红外成像光谱仪以及粒子激发X射线谱仪，将在月球进行实地勘探，探明月球表面的物质成分以及可利用资源。 “嫦娥三号”的着陆器上搭载了两个观测仪器——月基光学望远镜和极紫外相机，它们将把月球作为平台，观测太空深处以及地球空间环境。 除了巡天，“嫦娥三号”还会观察它的故乡，在月球上观察地球的等离子体层。
□“玉兔”号月球车构造 /新华社 资料整理/覃柳洁唐宏伟制图/黄欣 晨报记者杨育才 “嫦娥奔月”即将迎来最精彩动人的一刻。按照“奔月”时间表，嫦娥三号将于12月14日在月球表面的虹湾着陆，并开始为期3个月的月面巡视勘察。 嫦娥三号将在月球上遇到哪些恶劣的环境？它将依靠什么能源在月面维持“生命”？“玉兔”月球车将如何在月面巡视工作？如何将收集到的图片、资料等信息传回38万公里之外的“娘家”地球？近日，晨报记者采访了中国航天科技集团第八研究院804、805、811所多位专家，他们代表着上海的航天实力，参与了嫦娥三号月球车的研制。 疑问1：要去的月面环境如何？ “玉兔”要承受“月宫”300多摄氏度温差，1/6g重力环境 传说中的“月宫”美妙绝伦，嫦娥会带着玉兔在月宫里翩翩起舞。但在真实的月球上，没有空气，没有水，只有高达300多摄氏度的温差。 12月2日凌晨，嫦娥三号搭乘长征三号乙遥二十三运载火箭，从西昌卫星发射中心开始其登月之旅。在经过发射阶段、地月转移段、环月段以及动力下降段之后，嫦娥三号将会在月球表面软着陆。
在接受晨报记者采访时，中国航天科技集团第八研究院第805所专家介绍说，温差是登月后的嫦娥三号首先要面对的考验。月球车的车轮、摇臂等活动部件都是金属材质，具有热胀冷缩的特性，这就对材质和加工精度提出了很高要求。如果膨胀过度，活动部件容易出现卡死等故障。 除温差外，月球1/6g的重力环境，也是一大考验。设计师表示，月球表面的土壤非常松软，而且还凹凸不平，甚至还有陡峭的高坡。在这种重力环境下，月球车巡视过程中不仅要保持平稳，还要具备较好的通过性，更不能侧翻。 在第八研究院的月表形貌综合模拟试验控制室里，科研人员在模拟月壤上进行的各项试验；1/6g重力环境则通过跟随吊挂来实现，使得月球车只有1/6的重量压在模拟月面上。 此外，月表细小的月壤还会形成悬浮颗粒，并且因为月壤带有静电，容易吸附在月球车的车轮上，这对月球车活动部件的密封提出了非常高的要求。“如果这些颗粒或沙尘进入轴承，轻则增加摩擦力，重则卡死轴承，影响月球车机动性。” 疑问2：“玉兔”到站如何“下车”？ 有“梯子”，下车全靠自身程序，风险还不小 整个“玉兔”月球车由移动、结构与机构、导航控制、综合电子、电源、热控、测控数传和有效载荷共8个分系统组成。 中国航天科技集团第八研究院巡视器移动分系统设计师介绍说：“这个分系统包括6 个车轮、摇臂和差动机构，就像是汽车的底盘一样。”正是有了这个移动分系统，“玉兔”才能走下着陆器，在月表前进、后退、原地转向、行进间转向，还能爬上20度的坡道，越过20厘米高的障碍。 “着陆器释放月球车的过程，是一个比较大的难点。”上海航天专家胡震宇介绍说，从发射到月球着陆，月球车都是固定在着陆器顶部的。当着陆器着陆后，转移机构悬梯解锁，然后月球车和着陆器连接部分解锁，展开太阳能帆板并转移到悬梯顶端，最后，悬梯带着月球车往下转移，直至悬梯前端触碰月面，月球车才沿着梯子下滑到月球表面。 “之所以说这个步骤比较难，是因为月球车沿悬梯运动过程中存在着一些不可控的风险。”尽管着陆器会选择一块尽量平坦的地方着陆，但梯子伸出来的姿态比较难以控制，有可能会出现倾斜。月球车在下滑时，完全依靠自身既定的程序进行，速度会非常缓慢，但是其方向和速度都不受地面控制。 “从国际探测数据来看，世界各国对月球的探测共进行了129次，成功率是51%。从这些数据来看，探月活动风险还是很大的。”在11月26日举行的嫦娥三号任务首次新闻发布会上，探月工程副总指挥李本正表示，等月球车和着陆器落到月球上的时候，月球车从着陆器上走下来，是一个比较难的过程，也是一个非常重要的亮点。 为保证月球车能够平安地下滑到月球表面，巡视器移动分系统的科研人员进行了上千次的地面试验，以模拟验证各种姿态下的释放过程。李本正在发布会上表示，虽做了很多模拟，但对月球上的认识还是不完全和不充分的，所以存在着一定风险，也对执行任务的过程做了相应预案。 疑问3：“玉兔”在月宫如何作息？ 长达14天的白天和黑夜，只有月昼在工作，所以，“玉兔”3个月任务期里将“半睡半醒” 当月球车离开着陆器，踏上月球表面之后，就进入了月面工作阶段。据李本正介绍，嫦娥三号的着陆器和月球车上各搭载了4种有效载荷，对月面、月表进行勘察。
月球探测器软着陆动力学分析综述在月球探测器的研制过程中，软着陆动力学分析是其关键环节之一，它是通过探测器的着陆冲击过程进行模拟，来预测探测器的动力学特性。月球探测器软着陆动力学分析的内容主要有以下两个方面： 1）着陆稳定性分析。确定不同着陆条件下探测器着陆稳定性的包络边界，保证探测器在一定姿态范围内不翻到、不陷落，并为探测器系统的工作提供牢固的支撑。它是在系统层次上进行的动力学分析，主要关心整体结构的全局动力学响应。 2）动力学响应分析。预测不同着陆条件下探测器上有效载荷处的加速度响应，进而确定其最大期望力学环境，为探测器结构设计和环境模拟试验提供依据，保证搭载人员和设备的安全。它是对探测器局部响应进行的动力学分析，主要关心细节处的动力学响应。
第 1 章国外研究历史 自20世纪60年代以来，由于“阿波罗”计划的需求推动，美国宇航局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）针对月球探测器的软着陆动力学分析展开了一系列研究工作[1]。在此期间，NASA的载人飞船中心（Manned Spacecraft Center，MSC。1973年更名为约翰逊航天中心：Johnson Space Center，JSC）、兰利研究中心（Langley Research Center，LRC）、马歇尔太空飞行中心（George C. Marshall Space Flight Center，MSFC），及其合同商——班迪克斯公司（Bendix Corporation）与格鲁曼飞机工程公司（Grumman Aircraft Engineering Corporation，GAEC）分别建立了各自的探测器简化模型并针对各自的模型提出了相应的软着陆动力学分析方法。 1963年，MSFC的Lavender[2]将月球探测器简化为二维刚体模型，并提出了一种考虑了缓冲器的刚度、阻尼和压溃特性的软着陆动力学仿真算法。 同年，Cappelli[3]提出了一种用于分析三维月球探测器软着陆动力学的算法，并采用该算法得到了月球探测器的稳定性边界。Lavender就该算法中对摩擦力和压溃力不恰当的假设与Cappelli进行了多次交流[4,5]。 1964年Lavender[6]在文献[2]的基础上考虑了足垫在月面上的滑移，研究了月面倾角、摩擦系数、初始着陆速度、探测器质量、着陆腿伸展半径、探测器质心高度、质心与探测器中轴线距离、主制动火箭推力、缓冲器压溃力以及着陆腿数量对探测器着陆稳定性的影响。指出月面倾角、摩擦系数和初始着陆速度对着陆稳定性的影响最大。 同年，Bendix公司的Black[7]针对“勘测者”号月球探测器建立了软着陆动力学模型，并利用量纲分析原理建立了一系列试验模型。研究了月面坡度、缓冲器压溃力和着陆腿数量对探测器着陆稳定性的影响，得出四腿探测器的稳定性最优等结论。 同年，兰利研究中心的Walton[8,9]针对“阿波罗”号飞船登月舱建立了软着陆动力学模型，基于非弹性碰撞理论，分析了探测器在四种不同着陆姿态情况下的着陆稳定性，得出非对称着陆相对于对称着陆更加危险的结论。另外，兰利研究中心的Carden[10]和Blanchard[11]也对探测器的着陆稳定性进行了类似的研究。 1965年，MSFC的Admir[12]对以往的二维月球探测器软着陆动力学分析方法进行了重大改进，新的方法可以考虑足垫的三维运动和缓冲系统中包含任意数量
关于嫦娥三号的热点物理问题 科技背景： 2013年12月2日，“嫦娥三号”从西昌卫星发射中心成功发射。 2013年12月6日，嫦娥三号准确进入环月近圆轨道。 2013年12月14日，嫦娥三号成功着月，降落相机传回图像。 1、“长征三号乙”运载火箭燃料燃烧后，液体变成气体，体积增大，燃烧生成的气体高速喷出来了，使火箭获得巨大的反作用力而上升。 2、喷出来的高温气体，与发射塔下面的水进行热量交换，使水的温度升高。液体变成气体，发生汽化现象，气化后的水蒸气遇冷放热又发生液化，形成大团的白雾。 3、火箭喷出的气体，对下面有力的作用，根据力的作用是相互的，火箭得到一个向上的推力，当推力大于火箭自身重力的时候它就升上天了。 4、升天的过程中它的重力势能增大，动能也增大，所以机械能一直不停地增大。总的来说，火箭上升过程中内能最终转化为机械能。 5、在大气层的时候，因为与大气的剧烈摩擦，产生了热能，摩擦生热现象是机械能能转化为内能。 6、燃料的能量转化不可能是完全的，有机械损耗和热量损失，所以热机 （填大于、小于、等于）。 7、火箭工作时燃料的化学能转换成了热能，再转换成了动能，最后变成了机械能。 8、火箭上和月球探测器上安装有摄像机和照相机拍摄记录飞行过程以及月
面照片，照相机和摄像机的镜头相当于凸透镜，能成倒立、缩小的实像。 9、控制中心和测控站是利用电磁波来传递信号，控制火箭和嫦娥三号按预定轨道运行的，嫦娥三号拍摄的月球照片是通过电磁波传回地球的。 10、物体在月球上受到的重力只有地球上的六分之一，1.2吨质量的嫦娥三号探测器在月球上受到的重力是2000 N。 11、绕月运动的嫦娥三号探测器受到的是非平衡力作用（填“平衡力、非平衡力），其运动状态变化着（变化着、不变）在近月点时运动加快重力势能转化为动能，而在远月点时，速度减慢，动能增大，重力势能减少。 12、嫦娥三号探测器到达月球表面后，展开太阳能电池帆板，对着太阳方向，太阳能帆板工作时，将太阳能能转换为电能。 13、嫦娥三号探测器“玉兔号”月球车使用类似于坦克或推土机上的履带装置运动，而不使用车轮，这样做是为了增大摩擦便于爬坡和翻越障碍，还可减小对月球地面的压强（增大、减小），以防陷入月球尘土中。 14、嫦娥三号探测器在国际上首次利用测月雷达实测月壤厚度(1～30米)和月壳岩石结构(1～3千米)，雷达工作原理是利用电磁波测距、测速定位。 15、月球上没有空气，不能使用降落伞降落，只能使用反推力火箭产生的阻力实现探测器软着陆，这说力能改变物体的运动状态（即改变物体的运动速度和方向）。 16、月球上没有水、没有空气，月球上一天相当于地球上一个月，白天向着太阳的一面温度最高达120?C，而夜间温度会降至–180?C,其原因除了月球没有空气不能起保温作用外，还与月球砂石尘土的比热容比较小有关系。
嫦娥三号全景相机解读：将在月球拍摄国旗 正文 中新网北京12月13日电(记者张子扬)如果一切顺利，中国嫦娥三号月球探测器将于14日晚间在月面虹湾区附近软着落。届时，装载在月球车上的全景相机，将对着陆器以及上面的中国国旗进行成像，它的另一个科学目标，就是对月球表面形貌进行探测。 嫦娥三号探测器包括着陆器和巡视器(也称月球车)，总质量为3780千克。其中，着陆器质量约3640千克，巡视器质量为140千克。 据了解，此次嫦娥三号探测器共安装了八种有效载荷。着陆器上的四种有效载荷分别是，地形地貌相机、降落相机、极紫外相机、月基天文望远镜。巡视器上也有四种有效载荷：全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪、粒子激发X射线谱仪。 按照计划，当嫦娥三号安全着陆后，巡视器将从着陆器上缓慢走下，两器将开始进行各自独立的探测任务。安装在着陆器上的地形地貌相机和配备在巡视器上的全景相机，将互拍照片，“嫦娥”与“玉兔”号将实现“两两相望”。 届时全景相机能否将拍到的中国国旗传回地球，以及自身是否顺利展开月球表面形貌进行探测，颇为关键。 作为全景相机的主任设计师，杨建峰在受访时告诉记者，这次担负重任的全景相机有三个创新，应当能保证它全力完成“答卷”。 杨建峰介绍称，嫦娥一号、嫦娥二号以及中国深空探测前期的相机全是黑白的，“此次我们使用的是彩色相机，在同样分辨率的情况下，彩色(成像)是黑白(成像)数据量的四倍”。 杨建峰感慨道：“国旗的颜色很鲜艳，面对国旗拍照时，需尽可能呈现出的画面逼真，而全景相机的分辨率大概是一个小米粒那么大，是否拍得清晰，这是非常关键的技术。 全景相机的第二个创新是可以旋转360度。杨建峰称，相机工作时，有可能正对着太阳造成逆光，也有可能是顺光、侧光等。不同光的条件下，相机里面的曝光量差别非常大。嫦娥一号、嫦娥二号的曝光只有几档，而嫦娥三号的曝光档数增加了不少。 “第三个创新是温度环境。”杨建峰说，“与其他载荷在夜间工作有所不同，全景相机主要是在白天工作，要经受高温的考验。” 据杨建峰透露，之所以全景相机不惧怕高温，是因科研人员使用了一种特殊的膜贴在相机头上，相当于给相机戴了个“安全帽”，可以发挥良好的散热功效。 “即便面对150度的高温，也会安然无恙。”杨建峰说。(完) 延伸阅读： 总设计师详解嫦娥三号计划拍摄国旗存登月证据 “我们还设计拍摄中国国旗，这也是我们上了月球的一个证据。”叶培建介绍，抵达月面后，分开工作的着陆器和月球车可以互相监视，用各自携带的相机"互拍"，到时候着陆器 就会拍下月球车上的国旗标志，再传回地面…［详细］ (责任编辑：UN641)原标题：从拍国旗到探月貌解密嫦娥三号上的“全能战士”
我国成功发射嫦娥三号探测器 中国航天的发展一直偏重应用，而在纯科学的空间天文与深空探测方面，过去长期是空白的。所谓“深空探测”是指航天器脱离地球引力场，进入太阳系空间或更远的宇宙空间进行探测。现在世界范围内的深空探测主要包括对月球、金星、火星、木星、小行星等太阳系星体。与通讯卫星、导航卫星、遥感卫星等各类人造地球卫星相比，深空探测的实用价值可以说微乎其微，其意义更多在于天文学、理论物理等科学领域的前沿探索。 我国是直到进入21世纪才启动了探月工程，正式开始深空探测工作，即嫦娥探月工程。事实上，即便是嫦娥探月工程的提出和立项，也经历了多年的蹉跎。或许是受到日本发射飞天号月球探测器的刺激，我国早在20世纪90年代初就对月球探测的必要性和可行性进行了初步论证，并提出使用长征二号捆绑火箭发射月球撞击器的构想，不过由于种种原因，这个和日本飞天号一样仅有象征意义的探月方案并没有启动。 90年代后期我国再次论证探月方案，并对首次探月的科学目标进行了分析和研究，2000年中科院提出的月球探测器的科学目标和有效载荷通过论证和评审，随后中科院开始对载荷关键技术和地面处理应用系统进行研究，2002年中科院和航天部分提交了月球探测器立项报告。2003年8月15日印度独立日上，印度总理正式宣布研制月船一号月球探测器，在此影响下2004年1月我国正式启动嫦娥探月工程。
嫦娥探月工程分为三期，简称为“绕、落、回”。探月工程一期的“绕”，计划发射一颗月球轨道器进行绘制月面三维立体图像、探查月面物质成分等任务；探月工程二期的“落“，将发射一颗月球软着陆探测器，并携带一个月球车作为巡视器，两者联合进行地形地貌和地质结构的探查，并携带望远镜在月球表面仰望星空；探月工程三期的“回”，是指发射月球取样返回探测器，探测器降落到月球后，将自动采集月壤和月岩样品，最后由返回器带回地球。我国将通过难度逐步增加的“绕、落、回”的三步走，突破和掌握全套无人探月技术，为未来可能的载人登月积累经验并做好技术上的准备。 我国嫦娥探月工程虽然立项较晚，但作为国家重大科技专项，进展还是非常快的，先后于2007年、2010年发射嫦娥一号和嫦娥二号探月卫星，完成第一步“绕”，以及二期工程“落”的前期勘探和技术验证。今年这次发射嫦娥三号月球软着陆探测器将实现第二部“落”。月球南极被认为最有可能存在水，所以作为嫦娥三号的备份星的嫦娥四号可以考虑进行探测嫦娥四号将起到承上启下作用 那么，嫦娥探月工程会何时实现最后一步“回”？ 首先要介绍的是嫦娥四号，它是嫦娥三号的备份星，目前已经和嫦娥三号同步完成了正样研制。较早的资料表明，嫦娥三号的巡视器设计寿命3个月，而嫦娥四号设计寿命12个月，分析认为这种区别很可能是前者首次应用，在宣传口径上做了保留。 嫦娥一号和二号的总设计师叶培建院士曾提到，嫦娥四号将在嫦娥三号的基础上作一定的改进，而且运行时间只有几个月，结合他后来说
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略 摘要：根据题目附录和文献[4]中提供的嫦娥三号的运行参数，利用角动量守恒及向量几何的方法，分别确定了近日点、远日点的位置向量和速度向量。与文献[4]的真实数据比较发现吻合良好。 本文重点关注优化减速控制与着陆点避障两方面：前者燃耗最大，后者决定着陆成败。 首先，在多重坐标变换基础上，建立了飞行器制动的动力学方程。并以燃耗为最优化性能指标、近月点状态为初始条件、着陆点状态为终端条件，利用极值原理求解飞行器的着陆轨迹，及其最优控制参数。 其次，对避障阶段采集的高程图采取水平剖分、比较高程方差的方法，解出最优降落点。 关键词：软着陆；最优轨道；避障
1、问题重述 嫦娥三号于2013年12月2日1时30分成功发射，12月6日抵达月球轨道，于北京时间12月14号在月球表面实施软着陆。嫦娥三号在着陆准备轨道上的运行质量为2.4t，安装在其下部的主减速发动机能够产生1500N到7500N的可调节推力，其比冲（即单位质量的推进剂产生的推力）为2940m/s，可以满足调整速度的控制要求。嫦娥三号四周安装了姿态调整的发动机，在给定主减速发动机的推力方向后，能够自动通过多个发动机的脉冲组合实现各种姿态的调整控制。嫦娥三号的预定着陆点为19.51W，44.12N，海拔为-2641m。 嫦娥三号在高速飞行的情况下，为了保证嫦娥三号能准确地在月球预定区域内实现软着陆，关键的问题是着陆轨道与控制策略的设计。其着陆轨道设计的基本要求如下：着陆准备轨道为近月点15km，远月点100km的椭圆形轨道；着陆轨道为从近月点至着陆点，其软着陆过程共分为6个阶段，要求满足每个阶段在关键点所处的状态；尽量减少软着陆过程的燃料消耗。 根据上述的基本要求，建立数学模型解决下面的问题： （1）计算其着陆准备轨道近月点和远月点的位置，以及嫦娥三号相应速度的大小与方向。 （2）确定嫦娥三号的着陆轨道和在6个阶段的最优控制策略。 （3）对于设计的着陆轨道和控制策略进行相应的误差分析和敏感性分析。 2、问题分析 2.1技术背景
嫦娥三号月球探测器资料 嫦娥三号月球探测器资料 北京时间２０１３年１２月２日１时３０分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功将“嫦娥三号”探测器发射升空。 嫦娥三号月球探测器由着陆器和巡视器共同组成。与嫦娥一号、二号不同，嫦娥三号不再称为卫星，而是称作“探测器”，包括着陆器和月面巡视器。 ２０１３年１１月２６日嫦娥三号月球车得名“玉兔”在我国首辆月球车全球征名活动中，近６５万网民投票“玉兔”号。 嫦娥三号月球探测器总重近３．８吨。在月球表面软着陆后，“玉兔”号将驶离着陆器进行为期约３个月的科学探测，着陆器则在着陆地点进行就位探测。按照计划，将于１２月中旬择机在月球虹湾地区实现软着陆，开展月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测等科学探测任务。２０１７前后将开展探月工程第三期任务，主要是实现月球表面软着陆并采样返回。 “人类探月一般遵循“探”“登”“驻”三大步。中国探月工程将第一大步“探月”细分为三期——即“绕”“落”“回”三小步。 绕月探测工程，由嫦娥一号卫星承担。“绕月”任务圆满完成后，进入探月工程二期“落月”阶段，“落月”主任务由嫦娥三号承担。嫦娥二号由嫦娥一号“备份星”转为嫦娥三号“先导星”。嫦娥三号是中国首个在地球以外天体实施软着陆的航天器，将实现探月工程二期“落”的工程目标。 与嫦娥一号、二号相比，嫦娥三号探测器的技术跨度大、设计约束多，结构也更为复杂，主要包括着陆器和巡视器两大部分，其中巡视器，俗称月球车，由９个分系统组成；而着陆器是为了实现月面软着陆专门量身定做的新型航天平台，具有１１个分系统。 嫦娥三号探测器由运载火箭发射升空后，经发射段、地月转移段、环月段和动力下降段等过程，飞行大约１４天的时间，将以软着陆的方式降落在月球虹湾地区；之后，着陆器释放巡视器；两器分离后，各自独立开展月面探测工作。与以往航天器相比，嫦娥三号最大的特点就是首次在地球以外天体执行软着陆及月面巡视勘察任务，创造了中国航天史上的又一第一。嫦娥三号在飞行任务期间，将重点实现三大工程目标。一是突破月球软着陆、月面巡视勘察等关键技术，提升航天技术水平；二是研制月球软着陆探测器和巡视探测器，建立地面深空站，具备月球软着陆探测的基本能力；三是建立月球探测航天工程基本体系。此外，嫦娥三号还将开展月表形貌和地质构造调查、月表物质成分及其可利用资源的调查、日－地－月空间环境探测与月基天文观测等科学探测，对中国后续探月工作发挥重要作用，将有效促进深空探测领域的发展。 探月工程二期是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步，是承前启后的关键一步，包括嫦娥二号、嫦娥三号和嫦娥四号任务。其中，先导星嫦娥二号在完成环
观嫦娥三号登月有感 北京时间12月2日凌晨1点30分，在西昌卫星发射中心，“长征三号乙”运载火箭将“嫦娥三号”月球探测器与“玉兔号”月球 车成功送入太空。2点21分，西昌卫星发射中心主任张振中宣布：“根据北京中心计算结果，嫦娥三号探测器已准确进入预定轨道。现在我宣布，嫦娥三号发射任务取得圆满成功!” 嫦娥三号的主要任务有两个，一个是实现月面软着陆，二是实现月面巡视勘察。嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器（月球车），也是月球24号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期的关键任务，起承上启下的作用。嫦娥三号卫星将实现落月进行月面“回”三步，待实现“落”月任务后，探月工程三期工程将最终实现探月器的成功返回。届时将由月球车在月球表面进行打钻取样。这些采集的样品最终会放置在返回舱内，返回舱自己发动发动机，离开月球表面，进入绕月空间，加速离开月球，最后控制飞向地球，返回舱进入大气层后，可使用降落伞将所有样品安全降落在地球上，以进行充分利用。 12月14日，中国的嫦娥三号着陆器成功登陆月球虹湾附近区域并释放出“玉兔”号月球漫游车。 嫦娥三号成功实现月球软着陆，把中国变成了继美国和苏联之后世界上第三个具备月面软着路能力的国家，嫦娥三号的成功着陆，使中国人数十年来的登月梦想终于成真，更加激发了我们作为中国人的民族自豪感。
回首过去，从1939年的虎门销烟到现在的嫦娥登月，时光荏苒间百年已过，我们的国家，我们的民族为了民族自尊，国家崛起不断奋进，在这个过程中，又有多少次的失败，多少次的成功，又掺杂了多少的汗水和欢笑呀。从无数次的经验中不断凝结共识：爱国，是行动。从自己做起，国家势必更强大! 作为一名中国人，我骄傲！作为一名新时期的中国人，我更加骄傲！祖国的明天同样期待着我们去建设，我相信，我们伟大母亲的明天一定会更加美好！
月球软着陆控制系统综合仿真及分析（课程设计） 在月球探测带来巨大利益的驱使下，世界各国纷纷出台了自己的探月计划，再一次掀起了新一轮探月高潮。在月球上着陆分为两种，一种称为硬着陆，顾名思义，就是探测器在接近月球时不利用制动发动机减速而直接撞击月球。另一种称为软着陆，这种着陆方式要求探测器在距月面一定高度时开启制动系统，把探测器的速度抵消至零，然后利用小推力发动机把探测器对月速度控制在很小的范围内，从而使其在着陆时的速度具有几米每秒的数量级。显然，对于科学研究，对探测器实施月球软着陆的科学价值要大于硬着陆。 1月球软着陆过程分析 目前月球软着陆方式主要有以下两种方式： 第一种就是直接着陆的方式。探测器沿着击中轨道飞向月球，然后在适当的月面高度实施制动减速，最终使探测器软着陆于月球表面。采用该方案时，探测器需要在距离目标点很远时就选定着陆点，并进行轨道修正。不难发现，该方法所选的着陆点只限于月球表面上接近轨道能够击中的区域，所以能够选择的月面着陆点的区域是相当有限的。 第二种方法就是先经过一条绕月停泊轨道，然后再伺机制动下降到月球表面，如图17-1所示。探测器首先沿着飞月轨道飞向月球，在距月球表面一定高度时，动力系统给探测器施加一制动脉冲，使其进入一条绕月运行的停泊轨道；然后根据事先选好的着陆点，选择霍曼变轨起始点，给探测器施加一制动脉冲，使其进入一条椭圆形的下降轨道，最后在近月点实施制动减速以实现软着陆。 主制动段 开始点 图17-1 月球软着陆过程示意图 与第一种方法相比，第二种方法有以下几个方面较大的优越性： 1）探测器可以不受事先选定着陆点的约束，可以在停泊轨道上选择最佳的着陆点，具有很大的选择余地。
嫦娥三号登月【高三作文】 今年的12月2日是我国特殊的日子--“嫦娥三号卫星”发射的日子，全国人民都万分激动的期待着和关注着这一刻的到来。 凌晨2点17分，承载着中国探月新梦想的嫦娥三号就将怀抱“玉兔”准时在西昌发射，在现场的人们和坐在电视机前的人们都抑制着 激动的心情等待着火箭的发射。坐在电视机前的我情绪也是激动无比，正在这时，几只蝙蝠从外面飞了进来，那黑幽幽的蝙蝠扰乱了我们全家人激动的心情，离火箭发射没剩几分钟了，正因为我怕蝙蝠，所以爸爸带上太阳镜到客厅里把灯开了，才把蝙蝠赶走了。 “一分钟准备！”2日1时29分，零号指挥员洪亮的声音，在静谧的山谷间骤然响起。“5、4、3、2、1，点火！”1时30分，指挥员发出铿锵有力的口令，发射控制台操作手白春波迅速按下了红色点火按钮。 刚好爸爸进来时，时间正好到了，发射！火箭一二级分离、火箭二三级分离，三级发动机一次关机、三级发动机二次点火……器箭组合体始终保持正常飞行姿态。2日1时48分许，器箭分离。 北京航天飞行控制中心传来数据显示，卫星在太平洋上空正高速进入近地点210公里、远地点约36。8万公里的地月转移轨道…… 2日2时18分许，太阳翼展开。火箭发射成功！看到眼前壮观而又雄伟的这一幕时，我惊呆了，简直不敢相信自己的眼睛，高兴地欢呼起来，又蹦又跳，我们全家都分外高兴，在现场的工作人员终于松了一口气了，也很高兴，有的互相握握手，有的互相拥抱一下，表
示庆祝。 以后，等我长大了，也要学学这些科学家们，要比他们更厉害，发明出世界上独一无二的更先进的科学仪器，为祖国的航天事业做贡献。同学们，只要我们一起努力，付出的汗水滴在中国这块沃土上，我们的中国就会成为一颗光芒四射的明珠，让我们一起用行动为美好的中国梦奋斗！
嫦娥三号两器互拍成功月球车五星红旗清晰(图) 素材汇编 1216 0710 嫦娥三号两器互拍成功月球车五星红旗清晰(图) 中新社北京12月16日电第一面登上月球的五星红旗15日晚通过电视直播“亮相”。中国探月工程总指挥随后宣布，嫦娥三号任务取得圆满成功。 来自中国月球车车身上的这一图像，是由当天凌晨释放它的着陆器拍摄的。23时许进行的首次互拍成像试验中，着陆器和月球车用各自携带的相机互相拍照。 照片显示，在虹湾地区布满砾石和尘埃的灰黑色月面上，着陆器被阳光照得一片金色，“胸前”的五星红旗鲜艳夺目。 约一分钟时间的互拍，并非简单的“留影”。从几小时前驶向拍摄点开始，月球车成功验证了月面行走、地形建立、视觉定位、感知规划等遥操作技术和车体控制、原地转向、相机使用等工作模式。未来几天还将进行的4次互拍及后续科学探测，将是这些技术和模式的重复应用。 自12月2日发射升空以来，嫦娥三号先后突破多窗口窄宽度准时发射、月面软着陆、两器分离等关键技术。 探月工程新闻发言人裴照宇表示，“两器”成功互拍意味着它们携带的载荷顺利工作，这次任务“实现软着陆、开展就位探测和巡视勘查”的目标已经实现。 中国国旗展现在屏幕上的那一刻，北京飞控中心掌声骤起。
这面五星红旗接近B5纸大小，特殊材质能够经受月球高达300摄氏度的温差。着陆器上的彩色相机，还原了它的“中国红”。 10年前的10月15日，中国航天员杨利伟在神舟五号的第7圈飞行中，同样展示了一面五星红旗。 那次飞行，让中国得以跻身世界载人航天俱乐部。10年后嫦娥三号任务成功实施，使中国成为世界上第三个掌握月球软着陆和月面巡视探测技术的国家。 10年间，以载人航天工程和探月工程为代表的中国航天在实现规模拓展、技术跨越的同时，带动了高新产业和基础学科的发展。 “正是因为坚持独立自主、勇于创新的发展道路，我们才能一次次在浩瀚天空中开辟属于中国人的新纪元。”探月工程高级顾问孙家栋说。 尽管任务已经成功，嫦娥三号的探月之旅并未结束。接下来的3个月甚至更长的时间里，名为“玉兔”号的月球车将以每小时200米的速度和每一“步”7米左右的节奏巡视月面，并与留在落月点的着陆器一起，开展月表形貌和地质构造、月面物质成分和可利用资源、地球等离子体层等科学探测。
嫦娥三号探测器 万权 （高分子材料2班，01210322y05） [摘要] 嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)，也是月球24号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期（落）的关键任务，起承上启下的作用。 叶培建介绍，嫦娥三号探测器将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空探测通信与遥控操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术。 [关键词] 嫦娥三号探测器中国航天技术月球车着陆器 [中图分类号] [文献标识码]：文章编号： 1引言 嫦娥三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，嫦娥三号由着陆器和巡视探测器（即“玉兔号”,月球车）组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。嫦娥三号其中着陆器定点守候，月球车在月球表面巡游90天，范围可达到5平方公里，并抓取月壤在车内进行分析，得到的数据将直接传回地球。 嫦娥三号探测器已于2013年12月2日凌晨1:30分在四川省西昌卫星发射中心发射。 “嫦娥三号”将携“玉兔号”月球车首次实现月球软着落和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。 2013年9月11日嫦娥三号乘飞机转运，于12日10时抵西昌卫星发射中心。 2013年11月26日月球车正式命名为玉兔号。 2013年12月6日傍晚17时53分，嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道 2013年12月10日21时20分，嫦娥三号在环月轨道成功实施变轨控制，进入预定的月面着陆准备轨道。 2013年12月14日21时11分，嫦娥三号在月球正面的虹湾以东地区着陆。 2013年12月15日凌晨，嫦娥三号搭载的“玉兔”号月球探测器成功与嫦娥三号进行器件分离。 2 机械设计及其本质 嫦娥三号由着陆器和“玉兔号”月球车组成，在月球表面软着陆后，联合开展着陆器的就位探测和月球车的巡视探测。 探测器发射质量约3.7吨，着陆器质量约1.2吨，月球车质量约120千克，可载重20千克，计划在2012年冬至2013年春之间使用长征三号乙火箭发射。嫦娥三号探测器将使用X波段测控，新建成的35米和64米大直径天线和原有的VLBI结合进行轨控定位。嫦娥三号探测器的着陆器将在15公里高度开启发动机反推减速；2公里以上高度实现姿态控制和高度判断，转入变推力主发动机指向正下方的姿态；2公里以下进入缓慢的下降状态，100米左右着陆器悬停，降落相机进行月面识别，着陆器自动判断合适的着陆点，下降到距离月面4米高度时进行自由下落着陆。 由于月球自转和公转都是28天，月夜长达14天，为了保证着陆器的能源供应，嫦娥三号使用了RTG同位素电池，这将是中国首次将核能用于航天器。嫦娥三号着陆器携带了7套仪器，包括一台紫外波段天文望远镜。月面天文望远镜可以规避地球大气影响，观测精度大大提高。嫦娥三号的月球车
嫦娥一号至嫦娥三号资料简介 嫦娥一号简介 “嫦娥一号”（Chang’E1）是中国自主研制并发射的首个月球探测器。中国月球探测工程嫦娥一号月球探测卫星由中国空间技术研究院研制，以中国古代神话任务“嫦娥”命名。嫦娥一号主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。嫦娥一号与2007年10月24日，在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。嫦娥一号发射成功标志着中国成为世界上第五个发射月球探测器的国家。 “嫦娥一号”的探月过程： 1．升空 2007年10月24日18时05分，长征三号甲运载火箭搭载“嫦娥一号”探月卫星直冲云霄，奔向遥远的月球，成功地进入环绕地球的预定轨道（即16小时轨道）。 2．环绕地球运行 （1）第一次变轨。25日17时55分，北京航天飞行控制中心按照预定计划，向在太空飞行的“嫦娥一号”卫星发出变轨指令，对其实施远地点变轨。指令发出130秒后，卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里，变轨圆满成功。这次变轨表明，“嫦娥一号”卫星推进系统工作正常，也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。这次变轨是“嫦娥一号”卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后，在第二个远地点时实施的。 （2）第二次变轨。26日17时33分，北京航天飞行控制中心向“嫦娥一号”卫星发出指令，开始实施第二次变轨。这是卫星的第一次近地点变轨。11分钟后，远望三号测量船传来消息，卫星变轨成功。变轨前，北京飞控中心对轨道参数及控制参数进行了精确计算，随后向在太空飞行了3圈处于近地点的“嫦娥一号”卫星发送了高精度控制指令，卫星主发动机准时点火，使卫星进入24小时周期椭圆轨道，远地点高度由5万多公里提高到7万多公里。这次变轨为卫星在预定时间到达设计的地月转移入口点创造了条件。 （3）第三次变轨。29日18时01分，“嫦娥一号”卫星成功实施第三次变轨，这也是卫星入轨后的第二次近地点变轨。“嫦娥一号”卫星在24小时轨道飞行第3
CH I N ESE SPAC E SC I EN CE A ND T ECHNO LOGY 第 4 期 月球极轨探测器轨道方案设计 张振民 李立涛 杨涤 (哈尔滨工业大学,哈尔滨150001) 摘要 首先介绍了一种当前技术较为先进的奔月转移轨道方案——定相环形转移轨道,指出了其优缺点及可行的轨道修正方案。然后确定了对月观测型探测器轨道设计原则,并采用定相环形奔月转移轨道,从总体方案的角度给出了一个月球探测器轨道设计方案,提出了具体的设计与分析方法。最后以某月球探测器为例进行了计算,给出了设计结果。 主题词 月球探测器 地球月球飞行轨道 方案设计 1 引言 自1994年1月美国发射了C le m en tine -Ⅰ探测器并发现月球存在水资源以来,各国掀起了月球探测的新高潮。从各国发展态势来看,轻小型月球探测器是当今月球探测的发展趋势。现代轻小型探测器以其质量轻、多功能、费用低、研制周期短的优点成为当今国际航天界的研究热点,对轻小型探测器的总体方案及轨道方案设计思想和技术提出了新的挑战。 近年来,月球探测任务的设计者面临着如何快、好、省地设计出具有更严格的燃料预算、更小的推进器、更小的有效载荷的月球探测器的问题,其中计算和有效减少处理意外事件所需燃料是月球探测任务设计中一个重要的内容。另外,目前现代月球探测飞行任务多为对月观测型任务,大多数采用极月类型的轨道。除对轨道倾角有严格的要求外,还对轨道的升交点经度和发射窗口提出了严格的要求。因此,所设计的轨道方案应具有较好的适应性和能满足月球探测器精确入轨的要求,同时能有效地减少燃料的质量。本文对一种能满足上述要求的转移轨道方案——定相环形转移轨道进行了介绍,给出了轨道修正策略,并给出如何使用该类型轨道来消除各种意外事件(T L I 点火误差和时间误差)造成的影响。 同时本文还对一月球探测器轨道进行了方案设计,其中转移轨道方案采用了定相环形转移轨道,并给出了设计结果。 2 定相环形转移轨道 2.1 定相环形转移轨道概念 定相环形转移轨道(Phasing L oop T ran sfe rO rbit)是近年来发展起来的一种较先进的 博士点基金资助(N o .20010213009) 收稿日期: 2001-12-30。收修改稿日期: 2002-04-27 64 中国空间科学技术 2002年 8月
编辑 嫦娥三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，嫦娥三号由着陆器和巡视探测器（即“玉兔号”,月球车）组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。[1]嫦娥三号其中着陆器定点守候，月球车在月球表面巡游90天，范围可达到5平方公里，并抓取月壤在车内进行分析，得到的数据将直接传回地球。[2] 嫦娥三号探测器已于2013年12月2日凌晨1:30分在四川省西昌卫星发射中心发射。“嫦娥三号”将携“玉兔号”月球车首次实现月球软着落和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。 2013年9月11日嫦娥三号乘飞机转运，于12日10时抵西昌发射场。 2013年11月26日月球车正式命名为玉兔号。 2013年12月6日傍晚17时53分，嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道[3] 2013年12月10日21时20分，嫦娥三号在环月轨道成功实施变轨控制，进入预定的月面着陆准备轨道。 2013年12月14日21时11分，嫦娥三号在月球正面的虹湾以东地区着陆。[4] 目录 1概况 发射火箭 携带仪器 探月卫星 月球车 承担任务 着陆点 月球软着陆 2任务经过 发射 轨道修正 近月制动 降轨控制 3研制进展 发射时间 发射地点 突破 最后准备 完成总装 4技术特点 长征3号乙增强型火箭发射 月夜生存 软着陆 月球车 降落伞 技术风险 5发射意义
7征名活动 8载人登月 1概况 嫦娥三号实物模型揭神秘面纱 嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)，也是月球24号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期（落）的关键任务，起承上启下的作用。叶培建介绍，嫦娥三号探测器将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空探测通信与遥控操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术。 发射火箭 “嫦娥三号”探月卫星将使用长征三号乙增强型运载火箭发射。长征三号乙增强型火箭在长征三号乙火箭的基础上开展了六大专项技术攻关，以确保“嫦娥三号”完美探月。 这六项技术包括：发射窗口由少变多、“两只眼睛”提高入轨精度、嫦娥三号“坐椅”量身打造、可靠性再跃升、运载能力提高、“现场直播”火箭飞行过程。 携带仪器 嫦娥三号着陆器上携带了近紫外月基天文望远镜、极紫外相机， 长征三号乙运载火箭 巡视器上携带了测月雷达。这些都是世界月球探测史上的创举。 嫦娥三号任务将首次获得月球降落和巡视区的地形地貌和地质构造，并将首次实现月夜生存。 月球的一个昼夜相当于地球的14个昼夜，白天最高温达到150摄氏度夜晚最低则达到-180摄氏度。月面生存热控制系统的关键突破将是重要看点。 嫦娥三号除了使用嫦娥二号已经验证的部分数据，还将增加测距测速雷达和激光测距仪。嫦娥四号是嫦娥三号的备份星，但将完成不同的探测任务。 探月卫星 与“嫦娥一号”的探月轨道不同，将来“嫦娥三号”卫星将不再采取多次变轨的方式，而是直接飞往月球。“嫦娥三号”要携带探测器在月球着陆，实现月面巡视、月夜生存等重大突破，开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分等探测活动。根据中国探月工程三步走的规划，中国将在2013年左右实现月球软着陆探测自动巡视勘查。 月球车 中国多所高校及科研所已研制出10多个月球车样本，将分别为月球车最终定型提供技术支持，其中，嫦娥三号月球车地面模拟车东南大学（南京）造。 他说，月球车的名字叫“中华牌”。国产月球车通过轮子“行走”，轮子上面是一个“箱子”，两