月球探测器安全着陆风险评估研究

admin · 发表于 2023-10-8 17:52:08

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月球探测器安全着陆作为成功开展月球科学探测的第一步，关乎探测任务的成败，但是由于月球地貌的复杂性和探测器着陆过程的动态性使得当前月球探测的着陆成功概率依旧偏低，因此，开展探测器安全着陆风险评估与敏感性分析具有重要而现实的工程价值。首先，对影响探测器安全着陆的月球表面地形地貌和土壤特性进行了调研、分析和对比，提炼月球表面坡度、撞击坑和石块的分布情况，为月球表面的地形建模奠定基础。其次，总结国外已发射探测器的结构形状与着陆方式，结合月表实际情况，针对四种探测器模型，考虑探测器安全着陆和稳定性要求，给出了探测器的安全着陆判据和安全着陆区域的选取准则。再次，针对探测器盲降情形，将计算几何方法与随机模拟有机结合，模拟月球表面地貌和探测器着陆情况，给出了探测器盲降下安全着陆概率估计方法；进一步，考虑探测器尺寸和着陆区域面积大小对盲降安全着陆的影响，对探测器安全着陆概率进行了敏感性分析，结果表明探测器的尺寸对安全着陆概率有显著影响。最后，针对探测器避障情形，结合时间最优安全着陆区域搜索策略，给出了采取避障方式下的探测器安全着陆风险评估方法，并与盲降下安全着陆概率进行了比较，表明避障对提高安全着陆概率具有显著效果；进一步考虑探测器尺寸和着陆区域面积大小对避障安全着陆的影响，对探测器最佳着陆点的搜索时间进行了敏感性分析。

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