载人小行星探测的飞行模式.pdf

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1、第20卷第1期2014年1月载人航天MannedSpacemghtVolJ20No．1Jan．2014载人小行星探测的飞行模式王开强，李志海，张柏楠(中国空间技术研究院载人航天总体部，北京lO0094)摘要：基于载人小行星探测的任务背景，根据其基本的飞行阶段及任务特点，对其探测任务的飞行模式进行分析，其中包括探测器逃逸地球的飞行方式、小行星表面探测方式、返回与再入的飞行方式，重点研究小行星表面探测方式。对运载能力、技术难度、探测器质量规模进行了分析与比较，得出基于着陆对接口概念的近地+对接着陆+直接再入的较优的飞行模式，并将该模式进一步划分为9个

2、飞行节点及6个主要飞行阶段，对其飞行过程进行了详细的描述。关键词：栽人探测；小行星探测；飞行模式；对接着陆中图分类号：V476；V529文献标识码：A文章编号：1674-5825(2014)0l旬089旬6MissionModeoftheHumanAsteroidExplorationWANGKaiqiang，LIZhihai，ZHANGBainan(InstituteofMannedSpaceSystemEngineering，ChinaAcademyofSpaceTechonology，Beijing100094，China)Abstract

3、：Basedonthebackgmundof山ehumanasteroidexplorationmission，themissionmodeofHumanAsteroidexplorationwasanalyzedaccordingtothebasicphasesandcharacteristics，inclu．dingthemethodsofearthdepanure，surfaceexploration，aswellasreturnandreentry，withtheem—phasisonthemethodsofsuI·faceexplora

4、tion．Then，basedonthedockingmechanism，thenodesofLE0，asweUasthedocking1andinganddirectreentry，theoptimalmissionmodewasobtained“1mughanaIysisandcomparisonaccordingtolaunchcapability，technicaldi侬cultyandthetotalweightofthecrewedspacecraft．Moreover，themodewasfhrtherdividedintosixp

5、haseswithninenodes，andthedetailedprocessofthemodewasalsodescribed．Keywords：humanexplomtion；asteroidexploration；missionmode；docking1anding1引言随着各国载人深空探测工程项目的研究和推进，载人小行星探测开始进入人们的视野。小行星探测有助于探索宇宙的形成和演化过程，有助于保护地球免受潜在威胁小行星的撞击。小行星探测发展到一定阶段，就需要人的参与，以发挥人的主观判断力、创造性和灵活性，更好地进行小行星表面巡游、样本采集

6、与辨识等探测活动。同时，开展载人小行星探测活动，有助于扩大人类在太阳系的存在范围，满足人类探索宇宙的好奇心；有助于推动载人航天技术的突破和不断发展，带动相关科技产业的发展。另外，小行星还可以作为人类前往火星等其它星体的中转站⋯。目前，已有众多学者对载人小行星探测的目标星选择、任务设想与规划、轨道设计等进行了研究‘1。o。基于这样的背景，本文对载人小行星探测的飞行模式进行分析和研究，结合其任务特点，提出一种可供借鉴和参考的飞行模式。2载人小行星飞行模式分析目前，比较容易到达的小行星，其直径大约在十米至百米量级，其引力可忽略∞J。因此载人小行星探测的

7、飞行模式没有载人月球探测和载人火星探测复杂，基本不存在以小行星为引力体的升降飞行阶段，探测器与小行星交会之后，基本飞行收稿日期：2叭3-07-27；修回日期：2013-1l-10基金项目：中国空间技术研究院cAST创新基金项目(cA”．20l00910)作者简介：王开强(1988．)，男，博士研究生，研究方向为航天器总体设计、动力学与控制，E—mail：wangkaiqiangl988@163．com载人航天第20卷在小行星的公转轨道上，处于与小行星的伴飞状态。本文研究将载人小行星探测的飞行过程，按照飞行阶段的中心引力体和飞行目的地进行划分，可分

8、为以下五个基本阶段：(1)逃逸地球飞行段(地球双曲线轨道)；(2)地球一小行星日心过渡飞行段(日心椭圆轨道)；(3)小行星伴飞飞行段(日