“赫拉”(Hera)任务是由欧空局(ESA)主导并与美国国家航空航天局(NASA)合作开展的行星防御任务之一,通过对“双小行星重定向测试”(Double Asteroid Redirection Test,DART)任务撞击的“迪蒂莫斯”(Didymos)双星小行星系统开展近距离探...“赫拉”(Hera)任务是由欧空局(ESA)主导并与美国国家航空航天局(NASA)合作开展的行星防御任务之一,通过对“双小行星重定向测试”(Double Asteroid Redirection Test,DART)任务撞击的“迪蒂莫斯”(Didymos)双星小行星系统开展近距离探测、物理特性表征及精确定轨等工作,从而实现撞击后小行星偏转评估、撞击坑产生和演化评估、撞击过程能量传递效率的评估,以此验证撞击防御的有效性并为后续合理有效的撞击防御方案设计提供重要的数据支撑。此外,任务通过撞击翻出的小行星表层以下物质的探测进一步研究太阳系早期小行星形成过程等科学问题。本文概述“赫拉”探测任务探测器设计、载荷配置、立方星设计、任务过程等工程实施特点,针对未来中国小行星防御技术的发展和规划提出思考和建议。展开更多
小行星撞遇陆地是一个复杂的非线性动力学过程,难以通过模型试验的方法开展相关研究。数值计算为这一灾害动力学过程分析提供了重要的工具,基于自主研发的CoSim软件中离散元(Discrete Element Method,DEM)模块初步实现了小行星撞遇陆地...小行星撞遇陆地是一个复杂的非线性动力学过程,难以通过模型试验的方法开展相关研究。数值计算为这一灾害动力学过程分析提供了重要的工具,基于自主研发的CoSim软件中离散元(Discrete Element Method,DEM)模块初步实现了小行星撞遇陆地的大规模计算模拟。基于小行星撞遇陆地三维动力学全过程的数值仿真结果:实现了初始接触、撞遇挖掘、高速抛射和回落调整4个撞击阶段全过程仿真;小行星的碰撞入射角及撞遇过程中动力学行为将影响撞击坑的地形地貌特征。研究也表明大规模数值计算方法可较好地实现小行星撞遇地球这一动力学过程,为小行星防御提供支撑。展开更多
为解决小行星柔性附着约束复杂、姿态机动控制难度大、机动路径规划求解困难的问题,提出一种目标导向小行星柔性附着姿态机动规划方法,通过构建节点平面耦合动力学模型,实现对柔性3节点探测器姿态描述和动力学约束的表征。设计局部优化...为解决小行星柔性附着约束复杂、姿态机动控制难度大、机动路径规划求解困难的问题,提出一种目标导向小行星柔性附着姿态机动规划方法,通过构建节点平面耦合动力学模型,实现对柔性3节点探测器姿态描述和动力学约束的表征。设计局部优化扩展策略对快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Trees,RRT)算法进行改进,以目标姿态的空间距离为优化函数,结合柔性体姿态动力学模型构建二次规划问题,增强沿姿态路径机动的目的性。并通过数字仿真进行验证,结果表明提出的方法与传统启发式规划方法相比计算消耗时间少,且对姿态机动路径长度进行了优化,可实现小行星探测器柔性附着过程中姿态机动的需求。展开更多
文摘“赫拉”(Hera)任务是由欧空局(ESA)主导并与美国国家航空航天局(NASA)合作开展的行星防御任务之一,通过对“双小行星重定向测试”(Double Asteroid Redirection Test,DART)任务撞击的“迪蒂莫斯”(Didymos)双星小行星系统开展近距离探测、物理特性表征及精确定轨等工作,从而实现撞击后小行星偏转评估、撞击坑产生和演化评估、撞击过程能量传递效率的评估,以此验证撞击防御的有效性并为后续合理有效的撞击防御方案设计提供重要的数据支撑。此外,任务通过撞击翻出的小行星表层以下物质的探测进一步研究太阳系早期小行星形成过程等科学问题。本文概述“赫拉”探测任务探测器设计、载荷配置、立方星设计、任务过程等工程实施特点,针对未来中国小行星防御技术的发展和规划提出思考和建议。
文摘小行星撞遇陆地是一个复杂的非线性动力学过程,难以通过模型试验的方法开展相关研究。数值计算为这一灾害动力学过程分析提供了重要的工具,基于自主研发的CoSim软件中离散元(Discrete Element Method,DEM)模块初步实现了小行星撞遇陆地的大规模计算模拟。基于小行星撞遇陆地三维动力学全过程的数值仿真结果:实现了初始接触、撞遇挖掘、高速抛射和回落调整4个撞击阶段全过程仿真;小行星的碰撞入射角及撞遇过程中动力学行为将影响撞击坑的地形地貌特征。研究也表明大规模数值计算方法可较好地实现小行星撞遇地球这一动力学过程,为小行星防御提供支撑。
文摘为解决小行星柔性附着约束复杂、姿态机动控制难度大、机动路径规划求解困难的问题,提出一种目标导向小行星柔性附着姿态机动规划方法,通过构建节点平面耦合动力学模型,实现对柔性3节点探测器姿态描述和动力学约束的表征。设计局部优化扩展策略对快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Trees,RRT)算法进行改进,以目标姿态的空间距离为优化函数,结合柔性体姿态动力学模型构建二次规划问题,增强沿姿态路径机动的目的性。并通过数字仿真进行验证,结果表明提出的方法与传统启发式规划方法相比计算消耗时间少,且对姿态机动路径长度进行了优化,可实现小行星探测器柔性附着过程中姿态机动的需求。
