小行星登陆器星体表面附着锚固方案研究

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1、第21卷第3期载人航天V01．21No．32015年5月MannedSpaceflightMay2015小行星登陆器星体表面附着锚固方案研究张军1，方宝东2⋯，陆希2⋯，宋爱国1，李松1，周必磊2一，徐亮2，3(1．东南大学仪器科学与工程学院，南京210096；2．上海卫星工程研究所，上海200240；3．上海市深空探测技术重点实验室，上海200240)摘要：小行星表面微重力环境对于登陆器星体表面附着、运动和作业提出了艰巨的挑战，登陆器锚固在小行星表面又是这些任务中首先要解决的难题。为此，分析了不同表面情况下附着的约束条件，提出了几种可能的登陆器

2、附着锚固方案．对其工作原理、适用条件、优缺点、可否重复利用等方面进行了研究，并分析了在实际应用中所要考虑的因素和采取的可靠方案。继而通过对比研究提出一种基于切割的锚固方法．并设计实现了样机系统对该方法的可行性和有效性进行了试验验证，结果表明该系统切割花岗岩石板大约180S时的切割深度达15mm。关键词：小行星探测；微重力；表面附着；锚固方案；切割锚固；3R机械臂中图分类号：V476文献标识码：A文章编号：1674．5825(2015)03-0270-08StudyonSurfaceAnchoringMethodsofAsteroidsLander

3、ZHANGJunl，FANGBaodon92⋯，LUXi2⋯，SONGAigu01，LISon91，ZHOUBilei2⋯，XULian92'3(1．SchoolofInstrumentScienceandEngineering，SoutheastUniversity，Naming210096，China；2．ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai200240，China；3．ShanghaiKeyLaboratoryofDeepSpaceExplorationTechnology，Sha

4、nghai200240，China)Abstract：Themicrogravityenvironmentofasteroidsraisesdauntingchallengesforattaching，mov·ing，andoperatingontheirsurfaces．Theanchoringofthelanderduringlandingonthesurfaceofas—teroidsisaprerequisiteinthesemissions．Inordertosolvethisproblem，theconstraintsforattac

5、—hingondifferentkindsofsurfaceconditionswerestudiedandanalyzedinthispaper．Severalpossi—blemethodsforanchoringonthesurfaceswereproposedandtheirworkingprinciples，applicationconditions，advantagesanddisadvantages，andreusabilitywerestudied．Theapplicationofthesemethodsinthepractica

6、lconditionsforstableanehomngwasalsoanalyzed．BasedODthese．throughcomparisonsamongthesemethods，acuttingbasedmethodwasproposedforstableanchoringofthelanderonthesurfaceofasteroids．Aprototypeofthecuttingbasedsystemwasdesignedandfabrica-ted．Andtheperformanceoftheprototypewastestedf

7、orvalidatingthefeasibilityandeffectivenessoftheproposedmethod．Experimentalresultsshowedthatthesystemcouldpenetrateintoabout15mmdeepinabout180scuttingonagraniteboard．Keywords：asteroidsexploration；microgravity；surfaceattachment；anchoringmethod；cuttingan-choring；3Rmanipulator1引言

8、小行星是一类小天体，可能含有太阳系起源的证据和生命起源的秘密，因此具有重要的科学研究价值⋯：小行星上可能存在有大量高纯度的稀有金属，一些