不知不覺中,秦元清已經在開始從繞月軌道到軟著陸這個階段的計算工作量。
首先,是第一階段的主減速段。
秦元清根據數據中的嫦娥四號構型特點,在此基礎上建立了小型月球探測器的導航、製導與控製係統工作模型和質心、姿態動力學模型。模型中考慮了各個發動機推力偏心、偏斜產生的影響,並考慮了製導、導航與控製分係統離散的工作特性。
然後,對末端水平速度約束條件下的主減速段製導律進行了研究。
利用開普勒軌道的軌道參數與末端運動參數的對應關係,將末端運動參數約束轉化為軌道參數約束,從而將軌跡規劃問題轉化為有限推力變軌問題,進而通過最小二乘修正方法得到製導律。
接下來,對末端高度約束條件下的主減速段製導律進行了研究。
隨後,建立製導慣性極坐標係下的動力學方程,將目標約束量作為狀態量,使用偽譜法可以方便地求出一些參數的數值。
在此基礎上,針對給定發動機的配置,研究了主減速段航程的取值範圍,並研究該範圍內的軌道特性,以四元數作為參數,並引入偏差四元數,構造擬歐拉角以消除目標姿態的雙值性,並利用攝動雙積分係統的時間最優控製設計了姿態控製,嚐試得出一個最優控製解。
整個過程,都是一點差錯都不能出。實際上在知曉嫦娥三號采用當初秦元清在嫦娥二號所建的模型,秦元清自己都下出了一身冷汗,因為他當初所弄的模型,是根據嫦娥二號以及該火箭進行專門建立的模型,是最優的。可是嫦娥三號,相比起嫦娥二號,是有所變化的,也就是說嫦娥二號的最優方案,並不意味著就是嫦娥三號的最優方案,可以說嫦娥三號取得圓滿成功,真的是有運氣成分,不過秦元清估計,當初嫦娥三號的落月地點與計算值絕對有不小的偏差。
而這一次嫦娥四號,是要在背麵登錄,理論上是差不多,但是實際上的難度卻是要高一大截,其中一個問題就是信號問題!
在月球的背麵,是接收不到地球傳來的無線信號的。
當然,為此華夏航天工程也有相應的方案,計劃發射一顆嫦娥四號月球探測器的中繼衛星,也就是‘鵲橋號’,根據方案該中繼星將允許在地月引力平衡點L2點,計劃將在5月21日發射升空。
‘鵲橋號’的作用,就是用來保持地球控製中心和嫦娥四號探測器的通信。
當然,因為地月之間距離比較遠,是存在著通信一定的延遲問題。這就導致,嫦娥四號探測器在落月階段,位於地球控製中心的技術人員,無法根據實施情況操控探測器的降落軌道。這完全相當於盲降,所以技術難度比之可以實時操控的降落過程,要難上不止一個檔次。
秦元清的計算工作,都是將每一個參數調控到無比精準的。平常生活中,習慣性的保持小數點後2位數,在航天工程就不適用,航天工程講究的無比準確的,所以秦元清都是將小數點後保持在10位數,以盡可能地減小誤差。 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>