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时间:2019-03-10
《当探测器下降到距离小行星一定高度时探测器进入动力下降段》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、动力下降段与着陆段当探测器下降到距离小行星一定高度时探测器进入动力下降段,动力下降段是主推力制动发动机与小推力制动发动机同时工作的全推力制动过程,主要目的是减少探测器水平方向分量、调整探测器的姿态;当探测器飞行距离小行星几千米高度时进入着陆段,着陆段由小推力制动发动机工作半推力制动,主要调整探测器姿态,保证在最终几百米高度时进入垂直下降[37]。最终着陆段。当探测器飞行距离小行星几千米高度时进入着陆段,着陆段由小推力制动发动机工作半推力制动,主要调整探测器姿态,保证在最终几百米高度时进入垂直下降[37]。同时对着陆地点进行障碍检测,当着陆点不满足要求时,及时实行规避机动,避免
2、危险的发生。软着陆过程分为以下5个阶段:1)主减速段。该段的主要任务是消除较大的初始水平速度。根据导航结果,按照一定的制导律控制着陆器的轨道和姿态,使着陆器速度减小到预定值并到达期望的着陆区域上空。2)调姿下降段。根据导航结果,按照一定的制导律控制着陆器的轨道和姿态,使着陆器到达预定高度的速度接近于零,姿态接近垂直向下,且保证太阳帆板指向预定方向。3)悬停避障段。该段的主要任务是姿轨控发动机工作使得着陆器处于悬停状态,成像敏感器对着陆区域成像,GNC选择安全着陆区域;然后,通过水平和垂向控制使着陆器平移下降至所选着陆区域上方预定高度。4)缓速下降段.该段的主要任务是悬停避障结
3、束后,按照一定的制导律控制着陆器的轨道和姿态,使得着陆器到达预定高度的速度接近于零,且保证着陆器在所选安全着陆区域上方。5)自由下落段。该段采用关机自由落体方式。意义的补充(1)研究飞行机制,避免潜在危害(2)探测组成成分,探索星系成因(3)寻找矿产资源,解决能源危机(4)搜寻有机物质,提供新的思路使用的自主导航技术发射国家探测器自主导航控制技术核心仪器美国阿波罗8号地月转移自主天文导航,着陆和上升段自主导航与控制空间六分仪、测距和测速敏感器美国深空1号自主对规划相机的拍摄次序,自主采集并处理图像信息,并依此不断修正探测器的运行轨道与姿态矫正微型成像敏感器美国NEAR自主计算
4、太阳、地球、小行星和探测器的位置,自动调整探测器的姿态激光测距仪近红外光谱仪、多色照相机美国克莱门汀自动调整探测器姿态,具有自主导航制导控制系统紫外/可见光成像敏感器日本隼鸟号采用先进的姿态轨道控制系统,具备高精度的自主控制能力光学成像敏感器、测距仪、导航信标欧空局SMART-1在转移段和接近段进行自主导航试验微型光学成像敏感器欧空局罗塞塔号具有自主导航制导控制系统光学成像敏感器、雷达中国嫦娥二号自主导航制导控制系统CCD立体相机、光学仪器理论依据与研究方法深空探测器着陆小行星的运动过程,其理论依据离不开对运动学、动力学、飞行力学等物理力学方面的研究,在此基础上,要实现在小行
5、星上的安全软着陆更需要稳定的控制系统,采用有效的控制算法,经过仿真实验,来验证控制系统的稳定性,从而,实现控制系统的制导与控制。深空探测器飞行距离远,时间长,环境未知性较强,传统上依靠地面测控的航天器制导律与控制方法在实时性、成本和资源上受到种种限制,存在很多不足,很难满足深空探测一些特殊任务对高精度制导与控制的需要。为此,深空探测自主导航、制导与控制技术受到人们的关注,在深空探测任务中不断取得进展,成为保证深空探测任务成功实施的关键技术。信息采集在自主导航系统组成部分中,导航敏感器是各组成部分的关键器件。为了满足对各种类型小天体的探测任务,人类研究了针对不同目标天体所需的导
6、航敏感器,主要组成部分如图3-1所示。(1)导航相机(NavigationCamera)导航相机作为光学敏感器件,在探测器的自主导航系统中承担重要的任务,探测器对图像信息的采集需依靠导航相机的功能。导航相机中主要有6部分的功能元件:潜望镜;扫描镜;光学仪器;CCD探测仪;滤光部分和快门;电子元件和控制元件。(2)微型成像相机和分光计(MiniatureImagingCameraAndSpectrometer)MICAS导航光学敏感器在深空1号探测任务中得到了应用。在MICAS的可视部分组成结构中主要包括两个设备:与标准CCD(ChargeCoupledDevice)相当的探测
7、仪;较小的主动像元敏感器APS(ActivePixelSensor)。由于CCD探测仪的视场范围较大,在距离目标小行星的距离较远采用CCD探测仪可达到较好视觉效果,当探测器在飞行接近小行星时,CCD探测仪成像视角已处于饱和状态,需借助APS敏感器。(3)光学光谱和红外遥控成像系统(OpticalSpectroscopicandInfraredRemoteImagingSystem)OSIRIS导航敏感器在罗塞塔号探测器任务中得到了应用。在OSIRIS导航敏感器的主要组成部分包括三个方面:窄视场相机系统、
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