“嫦娥三号”着陆缓冲机构的研究成果及其应用
高中语文阅读理解《嫦娥五号探测器发射成功》《嫦娥五号何以稳稳落月》含答案
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材料一：我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，火箭飞行约2200秒后，顺利将探测器送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅。
长征五号遥五运载火箭发射升空后，先后实施了助推器分离、整流罩分离、一二级分离以及器箭分离等动作。
嫦娥五号任务的科学目标主要是开展着陆点区域形貌探测和地质背景勘察，获取与月球样品相关的现场分析数据，建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系；对月球样品进行系统、长期的实验室研究，分析月壤的结构、物理特性、物质组成，深化月球成因和演化历史的研究。
嫦娥五号任务由国家航天局组织实施，具体由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控与回收、地面应用等五大系统组成。
探月工程自2004年1月立项并正式启动以来，已连续成功实施嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、再入返回飞行试验和嫦娥四号等五次任务。
此次发射任务是长征系列运载火箭的第353次飞行。
（摘编自《嫦娥五号探测器发射成功》，“人民网”，有删改）材料二：在经历了一周的地月转移、近月制动、环月飞行后，嫦娥五号探测器于12月1日23时11分降落在月面预选着陆区。
与嫦娥三号、四号相比，嫦娥五号的落月过程有何不同？用到了哪些“神器”？嫦娥五号的落月过程经历了主动减速、快速调整、接近、悬停避障、缓速下降和自由下落段，看似轻松的平稳降落背后，蕴藏着众多科研人员的智慧和积淀。
为了实现“选址正确，落得准确”，专家介绍，嫦娥五号采用了中国航天科技集团五院502所已在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式，即在制导导航与控制（GNC）系统的指挥下，着陆器和上升器组合体先大推力反向制动快速减速，然后快速调整姿态并对预定落区地形进行拍照识别，避开大障碍，实现“粗避障”。
之后，组合体在飞到距离月面100米时悬停，并再次对选定区域精确拍照，实现“精避障”，再斜向下飘向选定的着陆点，在移动到着陆点正上方后开始竖直下降，到距离月面较近时关闭发动机，利用着陆腿的缓冲实现软着陆。
嫦娥三号资料
嫦娥三号资料嫦娥三号月球车即嫦娥三号。
嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)，也是月球24号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期（落）的关键任务，起承上启下的作用。
叶培建介绍，嫦娥三号探测器将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空探测通信与遥控操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术。
嫦娥三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，嫦娥三号由着陆器和巡视探测器（即“玉兔号”月球车）组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。
嫦娥三号其中着陆器定点守候，月球车在月球表面巡游90天，范围可达到5平方公里，并抓取月壤在车内进行分析，得到的数据将直接传回地球。
2022年8月28日，中国国家国防科技工业局对外宣布，探月工程重大专项领导小组当天召开第十一次会议暨嫦娥三号任务进场动员会，审议批准了嫦娥三号任务由研制建设阶段转入发射实施阶段。
嫦娥三号探测器将于今年年底在西昌卫星发射中心择机发射。
据中央电视台报道，经发射场区指挥部决定，“嫦娥三号”探测器将于12月2日1时30分，在西昌卫星发射中心发射。
“嫦娥三号”将携“玉兔号”月球车首次实现月球软着落和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。
2022年9月11日嫦娥三号乘飞机转运，于12日10时抵西昌发射场。
嫦娥三号将于12月2日1时30分由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射。
它将携带中国的第一艘月球车，并实现中国首次月面软着陆。
2022年11月26日月球车正式命名为玉兔号。
发射火箭“嫦娥三号”探月卫星将使用长征三号乙增强型运载火箭发射。
长征三号乙增强型火箭在长征三号乙火箭的基础上开展了六大专项技术攻关，以确保“嫦娥三号”完美探“嫦娥三号”各项关键技术已突破，月球车将在月面巡游，着陆器则定点守候。
月球车将在月探测90天，抓取月壤放到车内分析，得到的有关数据直接传回地球。
嫦娥三号
号探测器将首次获现月夜生 存。这将是我国探月‘三步走’战略中极为关 键的一步，她的表现值得我们期待。
中国的玉兔号月球车是无人驾驶月球车，质量约140kg，与 苏联的月球车相比是“小个子”。玉兔号搭载有测月雷达、 全景相机、红外成像光谱仪和粒子激发X射线谱仪等先进设备。
。 中国探月工程经过10
年的酝酿，最终确定 中国的探月工程分为
“绕”、“ 落”、
“回”3个阶段
嫦娥工程的一期工程——绕月飞行 第一步为“绕”，即发射中国第一 颗月球探测卫星，突破至地外天体 的飞行技术，实现首次绕月飞行。 嫦娥工程一期工程目标有5项： 研制和发射中国第一颗月球探测卫 星、初步掌握绕月探测基本技术、 首次开展月球科学探测、初步构建 月球探测航天工程系统、为月球探 测后续工程积累经验。 嫦娥工程一期工程科学目标有 4个：获取月球表面三维影像、分 析月球表面有用元素含量和物质类 型的分布特点、探测月壤特性、探 测地月空间环境。 目前一期工程的目标已经全部
嫦娥三号任务的具体特点
嫦娥三号任务的具体特点可总结为以下几方面： •选择与以往不同区域着陆； •月面软着陆就位探测与月球车巡视勘察二者同时 进行并有机结合，将获得比以前更有意义的探测成 果； •在国际上首次利 用测月雷达实测月 壤厚度（1～30米） 和月壳岩石结构 (1～3千米)；
嫦娥三号的难题
各国登月情況
• 1969年7月20日， 美国宇航员奥尔德林 （如图）和阿姆斯特 朗（头盔中影像）乘 “阿波罗”11号飞船 首次登上月球。
“嫦娥奔月”是中
国家喻户晓的神话
故事。2004年，中
国正式开展月球探
测工程，并命名为 “嫦娥工程”。
嫦娥”这个 美丽的名字， 一直以来都 寄托着人们 对月亮的无 限向往，因 此“嫦娥奔 月”的神话 在民间流传 了几千年。 如今，登九 天揽月将不 再只是传说
航天器着陆缓冲装置设计及性能分析
航天器着陆缓冲装置设计及性能分析作者：张斌徐方舟张庆利孔文秦来源：《科技创新与应用》2020年第24期摘 ;要：文章研究了航天器着陆缓冲器的设计及分析方法，从工程设计到仿真分析两个方面探讨了航天器前着陆缓冲器研制过程中的关键技术，总结了设计及分析过程中需要重点解决的几个主要问题。
并结合某型前着陆缓冲器的一组设计参数进行了仿真计算，用计算结果验证了设计方案的准确性和有效性。
关键词：前着陆缓冲器;工程设计;仿真分析中图分类号：V525 文献标志码：A ; ; ; ; 文章编号：2095-2945（2020）24-0078-02Abstract： In this paper， the design and analysis method of the landing gear of spacecraft is studied. The key technologies in the process of developing the landing gear is summarized from two aspects： engineering design and simulation analysis. Several main problems that need to be solved in the process of design and analysis are summarized. Combined with a set of design parameters of a certain type of landing gear of spacecraft， the simulation calculation is carried out， and the calculation results are used to verify the accuracy and validity of the design scheme.Keywords： landing gear of spacecraft; engineering design; simulation analysis1 概述本文給出了一种航天器前着陆缓冲器的设计方案，针对该方案进行迭代设计后得到的一组设计参数进行缓冲性能仿真分析。
2024年度嫦娥三号、四号上的探月神器探地雷达
多频段、多极化探地雷达
未来探地雷达将向多频段、多极化方向发展，以提高对不同类型 月壤和岩石的探测能力。
智能化数据处理与解释
借助人工智能和大数据技术，实现探地雷达数据的自动化处理和解 释，提高数据处理效率和准确性。
与其他探测手段的融合
探地雷达将与光学、红外等其他探测手段相结合，形成多源信息融 合的综合探测体系，提高月球探测的整体效果。
2024/3/23
5
探月科学研究价值
01
月球地质学研究
通过探地雷达对月壤和月岩的探测，可以揭示月球内部的地质构造和岩
石圈层结构，为了解月球的形成和演化提供重要依据。
02
月球资源调查
月球上蕴藏着丰富的氦-3等资源，通过探地雷达的探测，可以评估月球
资源的分布和储量，为未来的月球资源开发打下基础。
2024/3/23
月球表面的极端低温和真空环境对电子设备的稳定性和可 靠性提出了极高要求。需要采用特殊材料和工艺，确保雷 达在极端环境下的正常工作。
能源供应问题
月球表面的太阳能资源有限，需要高效、可靠的能源供应 方案。可以通过优化能源管理系统、提高太阳能电池板的 效率等方式解决。
25
未来发展趋势预测
2024/3/23
8
电磁波传播原理
电磁波的产生
探地雷达通过发射天线向地下发 射高频电磁波，这些电磁波遇到 不同电性介质界面时会发生反射
、折射和散射。
电磁波的传播
电磁波在地下介质中传播，其传 播速度、幅度和相位等参数会受
到介质电性参数的影响。
电磁波的接收
接收天线接收反射回来的电磁波 ，经过信号处理和分析，可以得 到地下介质的结构和物性信息。
26
对未来月球探测任务的建议
嫦娥三号探测器
嫦娥三号探测器万权（高分子材料2班，01210322y05）[摘要] 嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)，也是月球24号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期（落）的关键任务，起承上启下的作用。
叶培建介绍，嫦娥三号探测器将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空探测通信与遥控操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术。
[关键词] 嫦娥三号探测器中国航天技术月球车着陆器[中图分类号] [文献标识码]：文章编号：1引言嫦娥三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，嫦娥三号由着陆器和巡视探测器（即“玉兔号”,月球车）组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。
嫦娥三号其中着陆器定点守候，月球车在月球表面巡游90天，范围可达到5平方公里，并抓取月壤在车内进行分析，得到的数据将直接传回地球。
嫦娥三号探测器已于2013年12月2日凌晨1:30分在四川省西昌卫星发射中心发射。
“嫦娥三号”将携“玉兔号”月球车首次实现月球软着落和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。
2013年9月11日嫦娥三号乘飞机转运，于12日10时抵西昌卫星发射中心。
2013年11月26日月球车正式命名为玉兔号。
2013年12月6日傍晚17时53分，嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道2013年12月10日21时20分，嫦娥三号在环月轨道成功实施变轨控制，进入预定的月面着陆准备轨道。
2013年12月14日21时11分，嫦娥三号在月球正面的虹湾以东地区着陆。
2013年12月15日凌晨，嫦娥三号搭载的“玉兔”号月球探测器成功与嫦娥三号进行器件分离。
2 机械设计及其本质嫦娥三号由着陆器和“玉兔号”月球车组成，在月球表面软着陆后，联合开展着陆器的就位探测和月球车的巡视探测。
探测器发射质量约3.7吨，着陆器质量约1.2吨，月球车质量约120千克，可载重20千克，计划在2012年冬至2013年春之间使用长征三号乙火箭发射。
探月工程大揭秘
嫦娥三号工程可靠性概述由于仅仅已知探测器在软着陆起始点到月心的距离r0 和探测器的初始速度以及初始质量m0 , 而软着陆起始点另两个空间位置信息α角与β角的初始值α0 与β0 未知,因而令α0 与β0 为系统待定参数,则系统初始状况可以表示为那么问题2 转化为如下问题:问题3 在系统(6) 满足约束并且初始条件如式(9) 的情况下,求取适当的控制变量u^ ( s) 使指标函数(7) 达到最小。
再由可知,问题3 将最初的探月飞行器软着陆最优控制问题转化成了优化静态控制参数{σp;以及系统参数α0 ,β0 ,tf 的问题,利用经典的参数优化算法即可求出登月飞行器的软着陆最优控制的一组逼近解和软着陆最优初值点位置以及终端时刻。
利用此算法,增加时间的分段点个数可以重新优化,经过多次优化后即可得到满意精度的参数化解。
此外,假如令系统(1) 中的推力F 为已知的恒定推力,令控制变量u = [ ; Ψ]T , 则本文问题变为恒定推力下软着陆最优控制问题,依然可以利用本文方法解决,而依据极大值原理结合传统的打靶法则只能解决恒定推力的情况,因而相比之下本文方法适用性更广。
3 数值仿真设探测器初始质量m0 = 600 kg ;制动发动机最大推力F max = 1500 N ,比冲C = 300 ×9. 8 m/ s ;初始速度VxL0 = 1115 m/ s , VyL0 = - 981. 8 m/ s , VzL0 = 816m/ s ;月球自转角速度ω= 2. 6617 ×10- 6 rad/ s ;月球引力常数GM = 4902. 8 km3 / s2 ;近月点距月心距离r0 = 1753 km ,月球半径rf = 1738 km。
登月点选择月面上的雨海,位置为北纬38. 3°,西经35°。
利用最优控制软件miser3. 2 ,通过计算机仿真运算,令ε= 0. 01 ,τ= 0. 0025 , np = 30 即可得到符合精度的最优解,最终利用本文的参数化控制得到软着陆末时刻tf = 538. 2 s ,末时刻探测器质量325. 41 kg ,燃料消耗为274. 59 kg ,最后探测器以3. 9811 m/ s 的对月速度精确降落到指定登月点。
嫦娥三号着陆器着陆缓冲系统设计与验证_杨建中
杨建中等: 嫦娥三号着陆器着陆缓冲系统设计与验证
通过足垫周边的变形吸收部分能量. 在其底部还设有 相应的开关, 以便在触月瞬时给出相应的指示信号. 压紧释放组件 . 它用于着陆缓冲机构收拢时的 压紧和释放 , 保证发射段着陆缓冲机构满足运载的 包络要求. 到达预定轨道后释放, 为展开锁定创造条 件. 该组件位于多功能辅助缓冲器上[9]. 展开锁定组件. 用于实现释放后的展开锁定, 保 证着陆时的支撑面积要求, 提高着陆稳定性, 同时保 证着陆缓冲时缓冲能力的充分发挥 . 该组件也位于 多功能辅助缓冲器上[9].
Lh,min S T H ,
(1)
H0
图2 442
(网络版彩图)着陆器翻倒过程中势能的变化
Lh
L0
∆h
中国科学: 技术科学
2014 年
第 44 卷
第5期
式中 S 为主缓冲器在垂直方向的位移, 为着陆器着 陆后结构最低点距离月面的安全预留距离, T 为足垫 高度, H 为着陆器着陆后相对月面的下陷深度. 一般情况下 , 着陆器质心到结构最低点的距离 L0 是已知的, 因此, 当 Lh,min 数值确定后, 着陆器的质 心高度 H0 可以按下式确定
3.2
图1 嫦娥三号着陆缓冲机构组成
着陆缓冲机构关键几何参数分析
端通过万向节与着陆器主结构相连 , 下端通过球铰 与足垫相连, 中间通过球铰与 2 个辅助缓冲器相连. 辅助缓冲器. 它是辅助的吸能和支撑部件, 其内 部同样填有相应的缓冲材料 . 主要用于缓冲着陆时 的横向冲击载荷 , 并在着陆后辅助主缓冲器承受着 陆器的重量. 根据其具体功能的不同, 又可分为多功 能辅助缓冲器和单功能辅助缓冲器 , 前者还具有收 拢压紧和展开锁定的功能. 2 个辅助缓冲器通过万向 节分别与主结构相连. 足垫. 它是主要的支撑部件, 主要用于防止着陆 过程中由于冲击载荷过大而导致在月面的过度下陷 . 同时 , 在着陆区地面允许的情况下, 有效保证着陆器 的滑移, 在横向冲击较大、且滑移过程中遇到障碍时,
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“嫦娥三号”着陆缓冲机构的研究成果及其应用
嫦娥三号是中国首次成功探测月球的探测器，其中一个重要的技术是其着陆缓冲机构。
着陆缓冲机构的研究成果不仅为嫦娥三号的成功着陆提供了重要技术支持，也为未来的探月计划以及其他太空探测任务提供了经验和借鉴。
嫦娥三号的着陆缓冲机构主要由三个部分组成：着陆减速器、悬架系统以及机器人探测器。
着陆减速器是一个由多层组成的结构，用于减速着陆时的冲击力。
它由阻尼器、非线性弹簧和柔性悬挂组成，通过复杂的动态分析和试验验证，以达到较佳的着陆减速效果和稳定性。
其次是悬架系统，它主要由减震器和类似于汽车悬架的机械构件组成。
在着陆后，减震器可在允许的范围内吸收着陆带来的冲击力，从而减轻机械结构的振动和冲击。
机器人探测器则可以快速、精确地探测月面，收集有助于科学研究的宝贵数据并传回地球。
关于着陆缓冲机构的研究成果，最先要提到的是其可靠性。
在嫦娥三号着陆的过程中，这个机构成功缓解了着陆时所产生的冲击力，为任务的成功提供了保障。
此外，这个机构的可靠性也为未来探月计划提供了重要的技术支持和经验积累。
此外，着陆机构的研究成果也为其他的太空探测任务提供了借鉴。
例如，日本的“隼鸟2号”探测器以及中国的“天问一号”等探测器的着陆缓冲机构都采用了类似的设计和技术，展现了嫦娥三号的创新性和领先地位。
总之，嫦娥三号着陆缓冲机构的研究成果是中国航天领域的重要里程碑，在未来探月任务中将发挥重要的作用。
这个机构的设计和技术不仅为探测行业带来了新的思路和经验，也扩大了中国航天工业的国际影响力和话语权。
我相信，在未来的探索中，中国的创新和实践将继续引领和推动探索太空的进程。
此外，嫦娥三号着陆缓冲机构研究的成功，离不开中国航天工业的技术实力和创新精神。
中国航天工业在探月任务中的不断发展，为中国赢得了国际声誉和领袖地位，也为国内航天技术的创新和推广提供了宝贵经验。
在未来，中国航天工业将继续研究航天技术，提高自身的实力和竞争优势，为探索太空和推动科学发展做出更加积极的贡献。
此外，着陆缓冲机构的应用也是非常广泛的。
除了太空探测任务外，着陆缓冲机构还可以用于其他工业领域，如汽车行业、军事工业等。
在汽车行业中，减震器的应用已经十分普遍，而阻尼器和非线性弹簧等技术也可以进一步提高汽车的稳定性和舒适性。
在军事工业中，着陆缓冲机构可以用来降低飞行器着地时的冲击力，从而保护机身的完整性，与此同时，着陆缓冲机构还可以用于降低武器系统的后坐力，提高武器的射击精度。
总之，嫦娥三号着陆缓冲机构的研究成果和应用，不仅为中国航天事业带来了巨大的成就，也为人类探索太空和工业应用提供了丰厚的收获。
嫦娥三号着陆缓冲机构的成功，表明中国航天工业拥有强大的技术实力和创新能力，同时也激励着更多的科技工作者，为中国工业的发展做出更多的贡献。
在未来，随着科技的不断进步和人类对太空的探索不断深入，着陆缓冲机
构的研究将会展现出它更广泛、更深远的应用。
在探索太空的过程中，着陆缓冲机构的作用可谓至关重要。
它可以对载人和无人探测器的着陆进行缓冲和减震，从而保护探测器和相关设备的完好性和安全性。
特别是在长时间的太空旅行和重重风险之后，探测器的着陆成功是任务的关键。
而着陆缓冲机构则可以帮助探测器顺利地完成这一任务。
在压力和温度等重重挑战下，着陆缓冲机构还能够保证减弱探测器在着陆过程中的碰撞力，从而降低探测器所受的冲击。
随着科技的不断进步，越来越多的探测任务将由载人和无人探测器共同完成，而着陆缓冲机构的应用也将得到更加广泛的重视。
同时，着陆缓冲机构的应用在工业领域中也是非常重要的。
在汽车和军事领域中，着陆缓冲机构的应用可以提高产品的性能和安全性，保护设备的完整性，并提高相关工业领域的发展水平和竞争力。
因此，着陆缓冲机构的研究和发展不仅关乎航天事业的进步，也与工业领域的发展息息相关。
总之，着陆缓冲机构是一项重要的技术创新，它在太空探测、汽车行业、军事工业等领域中的应用前景广阔。
而中国航天工业在探月任务中的成功，不仅是技术的胜利，更是一个信仰的胜利。
它为未来探索太空、提高工业水平和推动科技发展的道路指明了一个广阔和充满希望的方向。
在未来的道路上，着陆缓冲机构的研究和应用将继续发挥重要作用，为人类的探索和创新之路带来更多的惊喜和成果。
着陆缓冲机构是航天探测任务中不可或缺的重要组成部分。
它可以对探测器着陆过程中的冲击和震动进行缓冲和减震，保护设备的完好性和安全性。
随
着科技的不断进步，着陆缓冲机构的应用也将得到更广泛的重视。
除航天探测任务外，着陆缓冲机构在汽车和军事等领域中也有重要应用。
中国航天工业在探月任务中的成功，不仅是技术的胜利，更是信仰的胜利，为未来探索太空、提高工业水平和推动科技发展开辟了广阔的前景。
着陆缓冲机构的研究和应用将持续发挥重要作用，为人类探索和创新之路带来更多的惊喜和成果。