行星着陆探测中的动力学与控制研究进展.pdf

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1、第31卷第l期航天器环境工程v01．31，No．12014年2月SPACECRAFTENⅥI的NMENTENGⅡ呵EERING1http：／^^n^n^，bisee．ac．cnE·mail：htqhjgc@126．comTel：(OlO)68116407，68116408，68116544行星着陆探测中的动力学与控制研究进展崔平远1，一，乔栋1，一，朱圣英1，一，高艾1，2(1．北京理工大学宇航学院，北京lo008l：2．飞行器动力学与控制教育部重点实验室，北京100081)摘要：着陆探测是获取行星特性和科学数

2、据最直接、最有效的途径，也是目前技术难度最大、最为复杂的探测方式。在行星着陆探测过程中，动力学与控制是影响任务成败的关键因素之一。文章首先分析了行星着陆探测动力学与控制研究所面临的挑战与难题；然后，针对火星和小行星的着陆探测，重点分析了火星着陆进入段和下降段所涉及的动力学与控制，小行星附着探测动力学建模与制导控制的研究现状与关键问题；最后，提出了我国在行星着陆探测动力学与控制领域的未来重点发展方向。关键词：行星着陆；动力学环境；控制问题；火星着陆；小行星着陆；综述中图分类号：V41文献标志码：A文章编号：167

3、3—1379(2014)0卜000卜08DoI：10．3969／j．issn．1673-1379．2014．01．001Researchprogress0fdynamicsandcontrolforplanetarylandingCuiPing”锄u，QiaoDon91”，ZhuShengyingL2，Gao灿1，2(1．SchoolofAerospaceEngineerillg，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China；2．MOEKeyLaborator

4、yofDyn锄ics锄dcon仃olofFlightvellicle，Beij吨10008l，China)Abstr舵t：L锄dillgeXplomtionistllemostd№ct锄de仃ectivewaytoobtainmepl锄etaryscieIlcedataaIldinf．0衄ation，锄dalsoiscurrentlythemostdimcult孤dcomplextask．111edyn锄icsa11dconnDlproblemisoneofⅡlekeyissues撒幽ngtllelnissio

5、nsuccess“ngtllel锄dingexploration．Firstly，rclatedproblems锄dchallengcarcdicusScdi11thisp印er．Sec伽dly，thel锄dingexplorationonMarsandastemidisreViewed，includingtlleresearchs切lms粕dkeyissuesofthed)rIl锄icsandcon缸_olproblemiIlvolviediIltlleMarsen仃yphase，medescemph硒e孤d

6、tlle踮teroidtouchdownphase．Finally，tllepmspectsfbrpmblemofdynaInicsa11dcon廿olf-orclIinese‰rIlissiontopl髓etaryl锄dingarediscussed．Keywords：pl锄etarylaIldillg；dyn锄icen、rim衄ent；con仃olproblems；Marslanding；astemidl柚ding；reVieWo引言行星(包括其卫星)的着陆探测是21世纪世界航天发展的重要领域，备受关注。从

7、20世纪60年代至今，人类已成功实现了对月球、金星、火星和小行星等的着陆探测。在这些着陆探测中，对月球实施探测所取得的成就最大，苏联、美国、中国先后成功实现了月球着陆及巡视探测，美国还实现了6次载人登月，苏联实现了3次无人采样返回。苏联发射了多颗金星探测器之后，于1972年成功实现了对金星的着陆探测，并发回有关金星大气成分及物理特性等的宝贵数据。火星作为太阳系中自然环境与地球最为相似的行星，一直是人类行星探测特别是着陆探测的首选目标。从苏联成功发射第一颗火星探测器“火星1号”至今，人类已经实施了47次火星探测任

8、务，其中着陆探测任务19次，成功7次。1976年，美国发射的“海盗l号”首次成功着陆在火星表面，为后续的火星着陆探测奠定了基础，1996年的“火星探路者”、2007年的收稿日期：2014．01．25；修回日期：2014．02—19基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(编号：2012cB720000)；国家自然科学基金项目(编号：11102020，61374216，613