月球探测器的软着陆技术
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月 球 探 测 器 的软 着 陆 技 术
杨 湘 杰 ，刘 焕 焕 ，王 文林
（ 昌大 学 机 电工 程 学 院 ，江 西 南 昌 ３ ０ ３） 南 ３０ １
摘 要 ：介 绍 了空 间探 测 中航 天器 的各 种软 着陆 方式 和 月球探 测 器的软 着陆特 点 ．对前 苏联 和 美 国成 功 着 陆的 月球探 测 器概 况进 行 了综 述 ，并提 出 了我 国在 月球 探 测软 着 陆 器的设 计 、研 制 阶段 所 面临 的
收稿 日期 ： ０ ８ Ｏ — ６ ２ ０ 一 １ ０ 作者 简 介 ：杨 湘 杰 （９ ０ ） 男 ，江 西 南 昌 市 人 ，教 授 、博 １６ 一 ，
软 着 陆 时 。必 须 使
用 反 推 火 箭 进 行 减 速 。 反 推 火 箭 减 速 的 优 点 是 能 主 动 控 制 着 陆 姿 态 和 着 陆
i软着陆航天器无论是采用何种缓冲方式和何种缓冲吸能器技术所设计的着陆缓冲系统必须保证它具有特3我国月球探测软着陆器设计研制的课题定的着陆减速特性和稳定性即应保证有效载荷不会产前苏联和美国的探测器工程为2l世纪人类新一生有害的过载变形振动或翻滚
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第２ １卷 第 ３期
月 球 、 火 星 上 进 行
构 成 分 为 有 效 载 荷 （ 备 或 人 ）和 软 着 陆 器 两 个 部 分 。 设
有效 载荷 达 到 目的地后 即开展 科学 探 测 活动 ．软着 陆 器
则 是保 障有 效 载 荷顺 利 、稳 定 到达 并 保 持 支 撑 的 部 分 。
软 着陆 器在 该 飞行 任务 完 成 后 ．一般 留在该 星 球 上 ，不 予 回收 ，而 有效 载荷 有 的则 需返 回。 在 星球 表面 的着 陆 一般 分 为硬 着 陆 和软 着 陆两 种 方 式 。 “ 着 陆 ”是指 航 天 器不 采取 任 何 减速 措 施而 直 接 硬
２０ ０ ８年 ５月
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ｃ ｉ ｅｙ ＆ Ｅ ｅ ｔｉａ ｒｄ ｃｓ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｏ Ｍａ ｈｎ ｒ ｌｃｒｃ ｌ ｏ ｕ ｔ Ｐ
机 电 产 品 开 发 与 新
ＶＯ． ． ． Ｉ ２１Ｎｏ３ Ｍ ａ ． ００ ｙ， ２ ８
２ ０ ～ ０ ２年 ，我 国将 要 实 现 第 二 阶段 “ 球 软 着 ０７２１ 月
陆探 测 和 自动巡 视勘 察 ”的科 学 目标 ，其 中实现 探 测 器 在 月球 表面 的软 着 陆是 关键 。本文 将 系统 介绍 空 间 探测 中的各种 软 着陆 技 术 ．介绍 月 球探 测 软着 陆 技术 的特 点 和 发 展概 况 ，并提 出我 国在 月 球探 测 软 着 陆 器 的设 计 、
据传 回地球 ，或 者 采样 后 继续 飞离 该 星球 ．再 人 大气 层
并在 地 球上 实现 软着 陆 ，即安 全返 回地 球 。 由于航 天 器在 空 中的 飞行 速度 很快 ，再加 上着 陆 星 球 的引 力加 速作 用 ，如 果 不根 据着 陆 星球 的特 点 ．采 取 有 效 的 减速 措 施 ，航 天 器 的 着 陆速 度 将 会极 快 。因 此 ，
图 １所 示 为 我 国 神 ｄｉｓｐａｔｏ ｒ ｃ ｄｕｒ ｏｒｔ ｅ Ｃｈｉ ｅ ｅ ｓｉ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｅ ｆ ｈ ｎ ｓ
州 五 号 、 六 号 载 人
Ｓ ＨＥＮＺＨＯＵ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｅ ｖ ｈ ｃ ｅ ｍ ｎ ｅ ｐ ｃ ｅ ｉｌ
测 ” 已经 实 现 了 。
撞击 星 球 表面 的着 陆 方式 。 “ 软着 陆 ”则 是指 航天 器 经 过 减速 后 。以 有效 载荷 能 承受 的安 全 着陆 速度 进 行着 陆 的 方式 。成 功 实 现软 着 陆 的 航天 器在 到 达星 球 表 面后 ， 其 有效 载荷 将 在星 球 表面 开展 探 测 、研究 工作 ，并 将数
速 度 。缺 点 是 必 须
图 ｌ我 国神 州六 号载 人飞 船的减 速 、
缓冲 措施
携 带足 够 的推进 剂 。 Ｆｉ ． ｅ ｅ ｅ ａ ｉ ｎｄ ｉ ｐａ ｔｅ ｒ ｙ ｇ １Ｄ ｃ ｌ ｒ ｔｏｎ ａ ｍ ｃ 半 固 态成 型 、机 械 设 计 及 其在 航 天 工程
研 制 阶 段 所 面 临 的课 题 。
航天 器 要实 现软 着 陆 ，必 须采 用减 速 和着 陆缓 冲措 施 。 常 用 的减 速 方 式 有 ：减 速 伞 方式 和 反 推 火 箭方 式 。
在含 大 气层 的 星球 ，如 地 球上 进行 软 着陆 时 ，航天 器再 人 大气层 达 到气 动 平衡 速度 后 ，可 以进 一 步采 取减 速伞
一
些主要 课 题 。
关 键词 ：月球 探 测 ；有效 载荷 ；软 着陆 ；减速 ；缓 冲 中图分 类 号 ：Ｖ ７ Ｈ１ 文献标 识 码 ：Ａ ． ４ ，Ｔ ２ 文章 编号 ：１０ — ６ ３ （０ ８ ３ ０ ７ ０ ０ ２ ６ ７ ２ ０ ）０ — ２ — ３
Ｏ 引 言
随着 ２ １世 纪世 界 能 源 的危 机 和 竞 争 的 激 烈 ，美 国 又提 出了 比较 完整 和新 概 念 的 “ 重返 月 球 ”计 划 ．欧 空 局 、俄 罗斯 、 １ 、中国和 印度也 相 继提 出了各 自的 月 ３本 球探 测计 划 ，到 目前 为 止均 已实现 了一 些 阶段性 的科 学 目标 。我 国 的 月球 探 测 “ 娥 工 程 ” 叫 为 不 载 人探 测 ， 嫦 【 分 为 “ 、落 、 回”三 个 阶段 ，其 中第 一 阶段 “ 月探 绕 绕
方式 进 行减 速 ，优 化设 计 减速 伞 的参 数可 以控 制特 定 的
安 全 着 陆 速 度 。 反 推 火 箭 是 另 外 一 种
１ 空 间 探 测 中的 各 种 软 着 陆 技 术
拟 在某 一 星 球 软 着 陆 的航 天 器 ｆ 或登 陆舱 １的 宏 观
广 泛 使 用 的 主 动 减 速 方 式 ．尤 其 是 在 没 有 大 气 层 或 大 气 很 稀 薄 的 星 球 ．如
