摘要：根据月球探测对激光无线能量传输的应用需求,提出了月球轨道和月面科研站激光传能两种应用模式,进行了激光无线能量传输仿真软件的需求分析,搭建了激光传能仿真软件架构,进行了全链路激光传能系统建模和仿真软件设计。另外,以月球极区永久阴影区探测为应用背景,进行了1 km距离、300 W电功率的激光传能系统仿真,并依据仿真结果进行了月面激光传能系统设计。该仿真软件的设计开发,可以为激光传能系统的设计提供理论依据和设计参考。

摘要：随着月背及月球两极着陆探测任务和载人登月任务的规划实施,探测中继通信需求不断提升,月球中继通信系统的构建逐渐成为研究热点。本文在概述国内外月球中继通信卫星系统研究现状的基础上,从任务需求和轨道类型两方面梳理了月球中继卫星系统的构型设计及特点,从需求角度出发,系统说明了环月轨道和平动点轨道架构布设的优缺点。最后,本文章对月球中继卫星系统的未来发展进行了展望,为未来我国月球与深空探测任务提供参考。

摘要：为充分利用月球探测任务完成后的探测器,提出控制其从环绕月球或地球的轨道出发开展多个小天体飞越探测拓展任务。结合月球探测任务完成后的探测器飞行状态,重点分析了逃逸月球或地球的能量需求,以及小天体飞越探测的其他必要条件,如小天体亮度、星载设备能力约束等。研究了小天体目标确定和转移轨道设计方法,针对小天体目标众多引起的搜索空间和计算量大、多目标序列优化复杂等问题,设计了小天体目标多层择优搜索算法。以嫦娥五号为例,搜索得到了多个可行的小天体飞越探测方案,结果表明在给定约束下可以交会最多5个小天体,包括尺寸较大的小行星12923。研究结论可直接用于嫦娥五号拓展任务,并为后续月球和小天体探测任务提供有益参考和借鉴。

摘要：聚焦月球探测和应用的前沿科学问题,基于载人航天和月球探测的技术能力以及月球与行星科学研究水平,围绕月球科学研究、月基科学研究和资源勘查利用3个方面,提出了载人月球探测任务的科学目标,包含9个顶层目标和38个具体目标。依据科学目标和国内外载人月球探测着陆区选择现状与发展趋势,提出了我国载人月球探测着陆区选择基本原则和流程。结合科学价值和载人登月任务的工程实施条件,提出了30个精选着陆区,并给出了后续确定着落区地址需考虑的因素。科学目标和着陆区选址建议是载人月球探测工程的重要牵引和顶层输入,将为工程的方案设计和后续实施提供支撑。

摘要：为提升轨道器与上升器在月球交会对接过程中的相对轨道精度,以嫦娥五号双目标联合测量为基础,建立了同波束测量(same beam interferometry, SBI)和星间测量的模型,设计了轨道器与上升器联合的统计定轨算法。利用基准轨道分析了SBI时延、时延率和微波雷达/激光雷达的测距、测速数据精度,结果表明,嫦娥五号SBI与甚长基线干涉测量精度相当,微波雷达/激光雷达的测距精度为米级。在定轨中建立两目标相对运动关系,能够明显提升相对轨道精度。

摘要：探月工程推动了我国航天器热控技术长足发展,基本形成针对月面探测器月昼散热、月夜保温相融合的热控技术体系。文章论述我国在探月工程中开发的新型热控技术及其应用情况。展望后续长期无人及有人驻留月球探测任务,建议发展大功率同位素温差电池(RTG)和小型核反应堆技术,以提升月夜期间的热-电联供能力和效率;发展泵驱两相流体回路技术,提升月昼与月夜期间可控热传输能力;发展热泵技术及低吸收、高发射涂层热控涂层技术,以提升月昼期间的辐射器热排散效率。

摘要：对于中国月球探测再入返回飞行试验的剩余推进剂,研究并设计了后续飞行方案。首先,基于月球探测再入返回飞行试验任务结束后的轨道和卫星状况,分析了可行的探测目标,确定了以日地月空间和相应平动点作为探测目标的后续飞行方案。其次,针对后续飞行方案中的轨道设计与控制需求,研究了平动点轨道直接转移入轨方法和不同系统的平动点轨道转移方法。相对于目前常见的基于不变流形的平动点转移轨道设计方法,文章方法无需进行大量的流形计算,因而计算步骤简单,计算量大大降低,尤其便于实际飞行任务应用。最后,设计了后续飞行方案的飞行轨道和相应的控制方案,同时分析了控制操作的地面测控条件。研究结果表明,基于月球探测再入返回飞行试验任务的剩余推进剂,完全可以在日地月空间开展多项具有创新性和重要应用价值的飞行试验验证,为我国后续"夸父"和月球探测等深空探测任务积累宝贵的测控技术和经验,同时为后续深空探测的"多目标多任务"设计思路提供有益借鉴。

摘要：1前言当前,国际上正掀起新一轮月球探测热潮,美国、欧洲、俄罗斯以及我国都发起或制定了大型月球探测计划,日本、韩国、印度、澳大利亚、以色列、阿联酋、沙特等国政府积极推动实施月球探测任务,巴基斯坦、尼日利亚、埃及、巴西等发展中国家也表达了开展月球探测活动的强烈愿望。与美苏在20世纪开展的月球竞赛相比,新一轮月球探测活动具有国际化、可持续化和商业化等显著特点。

摘要：为了减少月球探测任务设计阶段的开发成本、提高研究效率,提出利用成熟软件卫星工具包(Satellite tool kit,STK)进行分析、设计及验证的一般途径。首先,讨论基于微分改正的月球探测器轨道设计方法。然后,分析利用STK验证圆锥曲线拼接法设计结果的问题及注意事项。最后,针对STK中月面点、月球车运动设置不灵活等问题,利用外部文件导入方式进行分析、验证;在此基础上,给出月面点光照和测控条件分析方法。仿真结果表明,所提出的方法可以有效实现STK对月球探测任务的分析、设计及验证。

摘要：月球作为地球唯一的天然卫星,因其独一无二的位置资源、极具特点的环境资源、丰富的物质资源,是人类进行空间探测和开发利用太空的首选目标.地月系是太阳系探测的试验场,月球是迈向更远深空的中转站.月球科学研究对推动空间科学发展具有重要作用.月球资源开发利用对人类的可持续发展具有重要意义.近年来,我国月球探测取得了举世瞩目的成就,在完成"绕落回"三步走后,必将以更好地服务于月球科学探测和资源开发利用为目标,增进人类科学认知,拓展人类生存空间,服务人类社会可持续发展.本文梳理和评述了国内外月球探测发展现状与发展趋势,归纳了未来月球探测所涉及的主要任务、前沿科学问题和关键技术,提出我国月球探测发展建议.月球探测是建设航天强国的重要标志,当前我国正从航天大国迈向航天强国,在月球探测方面应该有大国思维,保持战略定力,继续发挥优势,牵头组织国际月球科研站大科学工程.