落月的短短十多分鐘的閱讀答案
落月的短短十多分鐘,耗費了研制團隊驚心動(dòng)魄的十年時(shí)間。落月指的是著(zhù)陸探測器自距離月面15km高度的近月點(diǎn)開(kāi)始,至降落到月面為止的全過(guò)程。由于月球周?chē)鷰缀鯖](méi)有大氣,因此在落月過(guò)程中不能依靠降落傘,只能依靠發(fā)動(dòng)機反推,以達到制動(dòng)減速的目的。由于地月距離遠,測控延遲長(cháng),地面測控和人為干預基本“無(wú)能為力”。探測器系統副總指揮譚梅甚至把這十幾分鐘稱(chēng)為“黑色750秒”。
這段過(guò)程需要制導、導航與控制(GNC分系統)三方面的完美結合,需要GNC創(chuàng )造性地依次解決三大難題:認路、選路、辨路。具體說(shuō)來(lái),認路就是給著(zhù)陸器自身定位,即依靠著(zhù)陸器自身攜帶的設備來(lái)確定其相對于月面的位置姿態(tài);選路就是要事先規劃好路徑免走冤枉路,也就是說(shuō)設計一條著(zhù)陸軌跡,在滿(mǎn)足姿態(tài)、光照等約束條件下盡量減少燃料的消耗;辨路就是要分辨并躲避路上的坑洼之處,自主分辨月面障礙并主動(dòng)避開(kāi)障礙,保證著(zhù)陸器安全降落。
關(guān)于認路,著(zhù)陸器面臨的是一個(gè)幾乎未知的'目標月球。因此,著(zhù)陸器需要有自問(wèn)自答的能力,要求著(zhù)陸器對被測的月面目標有去粗取精功能。為此,五院著(zhù)陸器GNC團隊全新研制了激光測距敏感器和微波測距測速敏感器兩種不同譜段的相對導航敏感器,以適應不同飛行高度和飛行速度下對相對位置和速度測量精度的要求。多種測量信息融合導航算法也為落月過(guò)程的精確相對導航提供了保證。
關(guān)于選路,與以往軌道設計不同的是,落月過(guò)程是一個(gè)集制導導航控制于一體的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程需要始終開(kāi)啟主發(fā)動(dòng)機。嫦娥三號著(zhù)陸器GNC在充分調研并借鑒阿波羅計劃、航天飛機等成功設計經(jīng)驗的基礎上,根據著(zhù)陸過(guò)程不同飛行階段的特點(diǎn),形成了多制導律結合的優(yōu)化軌跡設計方案,兼顧了各飛行階段切換的平穩性和燃料的最優(yōu)性。
關(guān)于辨路,與美國阿波羅登月計劃不同的是,阿波羅依靠宇航員識別月面障礙,而我國的嫦娥三號則采用無(wú)人軟著(zhù)陸,因此必須具有自主障礙識別能力。為此,GNC團隊全新研制了激光三維成像敏感器代替人眼,在距離月面較近時(shí)獲得待著(zhù)陸區域精確的三維高程圖信息,可精確分辨月面上比較小的障礙。同時(shí),在距離月面較遠時(shí)還增加了一個(gè)光學(xué)成像敏感器,用于在較大范圍內識別較大尺寸的障礙。如此一來(lái),形成了一套遠近結合、粗精并用的接力避障策略,大大提高了著(zhù)陸的安全性。
2013年12月14日晚上9點(diǎn)11分,嫦娥三號成功登陸;11點(diǎn)45分,地面發(fā)出指令,嫦娥三號著(zhù)陸器與玉兔巡視器開(kāi)始分離;15日凌晨4點(diǎn)35分,玉兔穩穩地站到了月球上。
5.下列不屬于嫦娥三號衛星落月時(shí)“辨路”的一項是(3分)
A.采用無(wú)人軟著(zhù)陸,不依靠宇航員識別月面障礙。
B.在距月面近時(shí)用激光三維成像敏感器代替人眼,可精確分辨月面上比較小的障礙。
C.在距離月面較遠時(shí)增加了光學(xué)成像敏感器,在較大范圍內識別較大尺寸的障礙。
D.用激光測距敏感器和微波測距測速敏感器,形成了一套遠近結合、粗精并用的接力避障策略,大大提高了著(zhù)陸的安全性。
6.下列對落月的短短十多分鐘被稱(chēng)為“黑色750秒”的原因分析不正確的一項是(3分)
A.著(zhù)陸探測器自距離月面15km高度的近月點(diǎn)開(kāi)始,至降落到月面為止的全過(guò)程。
B.月球周?chē)鷰缀鯖](méi)有大氣,因此在落月過(guò)程中不能依靠降落傘,只能依靠發(fā)動(dòng)機反推減速。
C.地球與月球距離遠,測控延遲的時(shí)間長(cháng)。
D.無(wú)人駕駛登月器的著(zhù)陸瞬間,目前人類(lèi)還不具備精確及時(shí)制導的能力。
7.有人說(shuō)嫦娥三號登月著(zhù)陸的瞬間是“黑色750秒”,又有人說(shuō)是“黑色720秒”,為什么會(huì )有數據上的不同?(5分)
答案:
5. D【“激光測距敏感器和微波測距測速敏感器”是“認路”用的,張冠李戴!浚3分)
6. A【此項不是原因,是解釋!浚3分)
7.這只能是一個(gè)大約的數據,具體時(shí)間或因軌道而有所偏差,或因著(zhù)陸時(shí)選路、辨路的的難度而有所偏差,因目前人類(lèi)還暫時(shí)“無(wú)能為力”,最終的準確數據只能靠衛星傳送的數據反推出來(lái)。(大意相符即可,5分)
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