[发明专利]一种月面探测器的起飞-着陆-移动实现方法

说明书

本发明涉及一种月面探测器的起飞‑着陆‑移动实现方法，属于月面探测器起飞着陆技术领域。将结构板成型过程中预留的毛细空隙作为热控工质的流动管路，实现结构板和热管管材的复用；布置的多个推力器用于提供月面探测器在月面起飞和软着陆过程中的推力，以及飞行过程中的控制，实现推进和控制功能集成设计；将热控多层的间隔层进行立体化设计，提高其保温性能，使探测器能适应更低的环境温度；通过电机的主动控制实现月面探测器可承受多次着陆缓冲的冲击；利用控制电机控制着陆缓冲机构的伸缩和转动，实现月面探测器的移动。

技术领域

本发明涉及一种月面探测器的起飞-着陆-移动实现方法，属于月面探测器起飞着陆技术领域。

背景技术

目前人类发射的月球探测器实现了对月球的飞掠、环绕、撞击、软着陆、巡视和采样返回等多种形式的探测。其中月面探测器主要是着陆器、巡视器(也称月球车)。着陆器通常在着陆点原位测量，巡视器一般由轮式底盘和仪器舱组成，用太阳电池和蓄电池联合供电，根据地球上的遥控指令能在高低不平的月面巡回。无论是着陆器还是巡视器，对地形的适应能力都是有限的，无法对地势特别复杂的区域进行探测。月球极区因其特殊的地形条件和潜在的水冰资源吸引了世界各国航天机构的关注，但极区地形复杂，且水冰很有可能存在于撞击坑底部的永久阴影区，撞击坑的深度可达几km，坑缘和坑壁的坡度最高可达40°以上，坑内无光照温度低至40K，传统的着陆器或巡视器无法进入坑底进行探测。要实现永久阴影坑的就位探测，需要探测器具备新的功能。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种月面探测器的起飞-着陆-移动实现方法，通过该方法设计的月面探测器能够进行起飞、着陆和移动，能够实现月面快速大范围转移探测，或永久阴影坑的就位探测。

本发明的技术解决方案是：

一种月面探测器的起飞-着陆-移动实现方法，该方法包括耐低温设计方法、飞行动力设计方法、小型化设计方法和移动设计方法：

其中，耐低温设计方法包括：

在结构板成型过程中预留毛细空隙，结构板成型完成后在预留的毛细空隙中填充热控工质；结构板成型过程使用3D打印技术进行成型；

将热控多层的间隔层进行差异化设计，使得热控多层的层与层之间不接触；比如热控多层为多层双面镀铝聚酰亚胺薄膜，相邻的两层双面镀铝聚酰亚胺薄膜之间使用间隔层进行隔离，以使得双面镀铝聚酰亚胺薄膜在受力的情况下，与相邻的双面镀铝聚酰亚胺薄膜不接触；比如采用的方法为：处于相邻的两层双面镀铝聚酰亚胺薄膜中间位置的间隔层厚度大于处于相邻的两层双面镀铝聚酰亚胺薄膜边缘处的隔离层的厚度；或是处于相邻的两层双面镀铝聚酰亚胺薄膜的间隔层厚度一致；

飞行动力设计方法包括：

在月面探测器上布置的推力器为多个，推力器包括两种类型，分别为A型推力器和B型推力器，其中，A型推力器用于控制轨道，B型推力器用于姿态控制，A型推力器推力的选择与月面探测器的质量和构形有关，A型推力器的推力选择是：使月面探测器在月面能够起飞的最小值，B型推力器的推力选取是：使月面探测器的飞行姿态满足要求时的最小值；

月面探测器的质量为180-220Kg时，月面探测器的构形为金字塔型时，A型推力器的数量为八台，A型推力器的推力为150N，B型推力器的数量为八台，B型推力器的推力为10N；

小型化设计方法包括：

使用SIP或SOC技术将月面探测器的控制计算机、数管计算机和导航计算机集成在一台计算机中；

在结构板成型过程中预留毛细空隙，结构板成型完成后在预留的毛细空隙中填充热控工质；结构板成型过程使用3D打印技术进行成型；

移动设计方法包括：