CN102519442A - 一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法 - Google Patents

Abstract

一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法，涉及空间天体探测方法，为了解决当前空间探测方法中，对目标天体地形数据获取与地表探测几乎不能同时展开和整体探测周期长的问题。中心卫星携带N颗微小卫星、N×(2+M)颗纳卫星和K个微型漫游车，由运载器发射进入目标天体绕飞轨道；中心卫星将各自携带M颗导航型纳卫星的N颗微小卫星分别释放至N条轨道上，形成目标天体导航系统；N颗微小卫星再各自释放2颗干涉测量型纳卫星获取地形数据；中心卫星携带微型漫游车着陆目标天体后，释放K个微型漫游车，漫游车根据纳卫星获取的数据，对目标天体表面进行科学探测。它用于空间天体探测。

Description

一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法

技术领域

本发明涉及一种空间天体探测方法，特别涉及一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法。

背景技术

随着空间科学技术，尤其是深空探测技术的发展，除月球、火星等地球卫星或近地行星外，深空科学探测将越来越多的目光投向了彗星、类地小行星等天体。在空间科学探测中，一旦远离地球，那么探测器的定位问题就成为了制约空间科学卫星探测方法的瓶颈问题，着陆探测器难以在无法定位和未知地形环境下开展对目标天体的探测工作。当前空间科学探测方法中，对目标天体的地形环境数据获取与地表科学探测几乎不能同时展开，需要前期多次发射探测器获取目标天体的地形环境数据之后，发射专门的地表科学探测系统进行着陆科学探测，存在整体科学探测周期长，成本高等不足，难于适应未来类地小行星、彗星等探测目标远离地球或短时内飞临地球造成的短探测窗口等特点。

为了减小一次空间科学探测任务的周期，降低探测成本，提高对远地或短探测窗口目标的适应性，有必要提出一种集目标天体导航系统、目标天体地表地形数据获取以及地表探测为一体的空间科学卫星探测方法，为未来空间科学探测提供一种新的技术手段。

发明内容

本发明的目的是为了解决当前空间科学探测方法中，对目标天体的地形环境数据获取与地表科学探测几乎不能同时展开和整体科学探测周期长的问题，提供一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法。

本发明的一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法，它包括如下步骤：

步骤一：中心卫星携带N颗微小卫星、N×(2+M)颗纳卫星和K个微型漫游车，由运载器发射进入所探测目标天体的飞行轨道，其中，N为正整数，K为正整数，M为正整数；

步骤二：中心卫星将N颗微小卫星分别释放至N条轨道，N×(2+M)颗纳卫星包括M×N颗导航型纳卫星和2N颗干涉测量型纳卫星，N颗微小卫星将各自携带的M颗导航型纳卫星均匀配置在各自轨道上，形成所探测目标天体导航定位系统；N颗微小卫星再各自释放2颗干涉测量型纳卫星，形成一个N星干涉测量编队，获取地表地形数据；

步骤三：中心卫星携带微型漫游车着陆所探测天体后，再行释放K个微型漫游车，漫游车根据步骤二获取地表地形数据，对目标天体表面进行科学探测。

本发明的有益效果：

本发明的优点在于整体科学探测周期短，成本不高，可将月球、太阳系行星及其卫星、彗星以及小行星等作为目标天体展开科学探测。M×N颗导航型纳卫星形成所探测目标天体导航定位系统，可以解决探测目标天体过程中探测器无法定位的技术难点，并在探测过程中，干涉测量型纳卫星形成的干涉测量编队实时进行对目标天体的地形测绘，为微型漫游车对目标天体的表面探测提供较大范围的地形地貌支撑，实现了对目标天体的地形环境数据获取与地表科学探测同时展开。

附图说明

图1是本发明的实施例的在轨方法图，其中A表示导航型纳卫星，B表示干涉测量型纳卫星。

具体实施方式

具体实施方式一：本发明的一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法，它包括如下步骤：

步骤一：中心卫星携带N颗微小卫星、N×(2+M)颗纳卫星和K个微型漫游车，由运载器发射进入所探测目标天体的飞行轨道；

步骤二：中心卫星将N颗微小卫星分别释放至N条轨道，N×(2+M)颗纳卫星包括M×N颗导航型纳卫星和2N颗干涉测量型纳卫星，N颗微小卫星将各自携带的M颗导航型纳卫星均匀配置在各自轨道上，形成所探测目标天体导航定位系统；N颗微小卫星再各自释放2颗干涉测量型纳卫星，形成一个N星干涉测量编队，获取地表地形数据；

步骤三：中心卫星携带微型漫游车着陆所探测天体后，再行释放K个微型漫游车，漫游车根据步骤二获取地表地形数据，对目标天体表面进行科学探测。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是它的中心卫星可以是无人航天器或载人航天器。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是它的中心卫星分为在轨舱和着陆舱，在轨舱执行探测任务数据收集与中继，着陆舱着陆所探测的目标天体后，完成目标天体表面的科学探测。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是它的科学探测目标天体是小行星或行星的卫星或小天体。

以下实施例用于说明本发明：

本发明的一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法，主要用于围绕目标天体探测的导航系统构建、对目标天体的地表地形数据获取以及地表探测。主要由四部分构成：中心卫星，微小卫星、纳卫星以及微型漫游车组成。

步骤一：中心卫星携带3颗微小卫星、24颗导航型纳卫星、6颗干涉测量型纳卫星和10个微型漫游车。由运载器发射进入所探测目标天体绕飞轨道；

步骤二：中心卫星将3颗微小卫星分别释放至3条轨道。待3颗微小卫星分别释放8颗导航型纳卫星形成所探测目标天体导航定位系统后，中心卫星携带微型漫游车着陆所探测天体，3颗微小卫星各自释放2颗干涉测量型纳卫星，形成一个3星编队；

步骤三：中心卫星携带微型漫游车着陆所探测天体后，再行释放10个微型漫游车，漫游车根据步骤二获取地表地形数据，对目标天体表面进行科学探测。

微小卫星，共3颗，作为纳卫星的母卫星，在进入各自轨道后，各自释放8颗纳卫星，将其均匀配置在各自轨道上，形成类似于地球GPS导航定位系统的探测目标天体导航定位系统；

纳卫星，共30颗，其中导航型纳卫星24颗、干涉测量型纳卫星6颗。由3颗微小卫星释放的24颗导航型纳卫星形成目标天体导航定位系统，主要为中心卫星的着陆和微型漫游车的天体表面探测提供定位信息；6颗干涉测量型纳卫星分配配属3颗微小卫星形成3星干涉测量编队，执行对目标天体表面地形地貌的干涉测量；

微型漫游车，共10个，放置于中心卫星，由中心卫星着陆目标天体后释放，在由纳卫星形成的探测目标天体导航定位系统提供的定位信息和干涉测量编队提供的地貌信息共同支撑下，对目标天体表面进行科学探测。

为了更好的完成科学探测任务，可依据探测目标的不同配置其中微小卫星、纳卫星以及微型漫游车的数量和功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法，其特征在于它包括如下步骤：

步骤一：中心卫星携带N颗微小卫星、N×(2+M)颗纳卫星和K个微型漫游车，由运载器发射进入所探测目标天体的飞行轨道，其中，N为正整数，K为正整数，M为正整数；

步骤二：中心卫星将N颗微小卫星分别释放至N条轨道，N×(2+M)颗纳卫星包括M×N颗导航型纳卫星和2N颗干涉测量型纳卫星，N颗微小卫星将各自携带的M颗导航型纳卫星均匀配置在各自轨道上，形成所探测目标天体导航定位系统；N颗微小卫星再各自释放2颗干涉测量型纳卫星，形成一个N星干涉测量编队，获取地表地形数据；

步骤三：中心卫星携带微型漫游车着陆所探测天体后，再行释放K个微型漫游车，漫游车根据步骤二获取地表地形数据，对目标天体表面进行科学探测。

2.根据权利要求1所述的一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法，其特征在于中心卫星可以是无人航天器或载人航天器。

3.根据权利要求1所述的一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法，其特征在于中心卫星分为在轨舱和着陆舱，在轨舱执行探测任务数据收集与中继，着陆舱着陆所探测的目标天体后，完成目标天体表面的科学探测。

4.根据权利要求1或2所述的一种集导航、地形获取与地表探测为一体的空间天体科学探测方法，其特征在于其科学探测目标天体是小行星或行星的卫星或小天体。

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