月球軟著陸演算法

⑴ 前蘇聯探測器是如何軟著陸月面的

前蘇聯1963年發射的「月球3號」開始硬著陸月面。「月球4號」飛到離月球8500千米地方向太陽軌道飛去；1965年，「月球5號」、「月球6號」、「月球7號」、「月球8號」統統失敗；1966年，「月球9號」（1583千克）第一次成功軟降落在北緯7°8′和西經64°33′的月面上，著陸器重100千克，工作了4天，發回幾幅中解析度360度的電視全景圖和輻射資料，最後因電源耗盡而停止工作。同年12月，「月球13號」（1590千克）軟著陸在北緯18°5′和西經62°3′月面上，四塊防護儀器板打開後，釋放出兩個折疊的帶有土壤化驗器的機械臂，藉助這些裝置測定了月面土壤的密度和堅實度。

前蘇聯通過軟著陸器實地勘查月面土壤性質後，1966年3月發射了「月球10號」（1600千克）。它是第一次成為繞月飛行的人造衛星（245千克），壽命短促，只有56天，但測量了月球空間輻射和微隕星環境，還向地球播放了「國際歌」。月球11號」和「月球10號」有相同的有效載荷；「月球12號」及「月球14號」裝有照相機，只發回了幾張月面圖片。1965年7月發射的「探測器3號」雖靠近月球飛向太陽軌道，但拍攝了「月球3號」看不到的遠側部分，發回28幅圖片，其中23幅是月面圖像。

美國的「徘徊者」是撞擊月面的，瞬息間它的全部儀器就毀壞了。前蘇聯打算使探測器在月面軟著陸，以便拍攝月面的風景照片。前蘇聯的第一個嘗試是1963年4月2日發射的「月球」4號，但是，從距離月面8500千米的地方飛過，沒有命中。

在這以後大約兩年的時間里，前蘇聯沒有發射月球探測器。也許在這個期間前蘇聯在為軟著陸改進儀器。

1965年5月9日，前蘇聯發射「月球5號」。這次沒有象先前的4號那樣，正式發表是以軟著陸作為目標，但是，飛行的目的是軟著陸，這是顯然的。「月球5號」比預定的時間提早5分鍾到達月面，撞擊在「雲海」。軟著陸失敗。

接著「月球6號」從距離月面16萬千米的地方飛過，「月球7號」撞擊在「風暴洋」，「月球8號」到達「風暴洋」，但是剛剛到達，通信就斷絕了。

第一次獲得成功的是1966年1月31日發射的「月球9號」。這個探測器經過79小時的飛行之後，在「風暴洋」的「馬利烏斯」、「拉伊納」環形山的西方軟著陸，用電視攝象機拍攝月面的風景照片，並且送回地面。

「月球9號」重1.583噸。它的軟著陸過程是這樣：在著陸前48秒（距月面75千米），火箭逆噴射減速。在探測OS本體撞擊月面以前，重100千克的著陸體和本體分離。這個著陸體裝在自動充氣的氣球里。這個氣球可以緩和著陸時候的沖擊。著陸以後，保護傘打開，象大朵花的形狀。

「月球」9號送回的照片也被英國焦德班克射電天文台收到，並搶在前蘇聯之前發表，不過由於把水平方向的擴大率當成正確率的1／5，所以照片是歪曲的、不正確的。世界的新聞報紙都立刻發表了這些不正確的照片。前蘇聯的正確照片遲一天發表。在這些照片上小到2厘米的石子都可以看得清清楚楚。「月球9號」也計量了月球的輻射能。根據它的測定結果，月面的輻射線量是地球上普通場所的100倍左右。宇航員即使在月面逗留幾天，這些輻射線量也不至於使宇航員受到特別的傷害。後來，1966年12月21日發射的「月球」13號也在了月面軟著陸，它把金屬棒插入月面，測定月面的強度。

⑵ 什麼是月面軟著陸

軟著陸是相對於硬著陸來說的。硬著陸就是飛行器在重力作用下不採取任何減速措施，說白了就是掉下來。這是一種破壞性的著陸方式，一般用在一次性的飛行器上，比如月球探測衛星，完成任務後就扔到月球上去，不用管了。

軟著陸就是在落地之前通過一定的手段減小垂直速度，使之以一個可以接受的速度落地，以保護飛行器和航天員。

月球軟著陸技術

由於月球上沒有空氣，類似於真空，用降落傘是不能的。而氣墊不好控制力度。現目前技術是靠火箭自身的反對作用力實現軟著路。

月球軟著陸流程

但作為月球探測器的軟著陸就完全不一樣的，由於沒有大氣層的緩沖，所有降落傘全都無效，那流程就變成如下：飛行器調整工作姿態，飛行器著陸緩沖發動機工作兩個主要階段，這兩點缺一不可，姿態不正確，將會導致緩沖無效。

高度感測器失靈也將會導致緩沖無效。這一切對飛行器的姿態控制系統（所謂姿態控制系統就是控制飛行器自身姿態的穩定和可控）和緩沖火箭系統的可靠性提出了更高和更苛刻的要求，其技術難度要大於「神舟飛船」的返回控制系統。

月球9號（俄語：Луна-9）是蘇聯發射的一顆月球探測器。它是世界上第一顆在月球上成功實現軟著陸的月球探測器。

⑶ 美國的「月球9號」探測器是如何實現月球軟著陸的

當飛船降落到距月球表面還有5米時，位於飛船頂部的卵形儀器艙脫落，彈到月面上，經跳躍、滾動後實現軟著陸。待完全靜止後，其沉重的底座可使其保持直立狀態，四片花瓣狀護板張開，像四個支架一樣支撐儀器艙。儀器艙內的攝像機和天線露出，將圖像發往地球。

⑷ 前蘇聯「月球9號」探測器是怎麼實現軟著陸的

航天技術的發展，為人類探索宇宙提供了先進手段和良好條件。在這之前，宇宙空間廣袤深邃，難以窺測真實面貌。
1966年1月31日前蘇聯發射了「月球9號」。這個探測器經過79個小時的飛行之後，在月球風暴洋中軟著陸，傳回了月球局部地區的第一批岩石和土壤照片27張。軟著陸的方法，一般是在接近月球時開始逆噴火箭(火箭向運動方向噴氣)，逐漸減小探測器的運行速度，然後慢慢地降落在預定地點。
1966年2月3日前蘇聯的「月球9號」探測器實現了人類歷史上第一次月球軟著陸。當飛船降落到距月球表面還有5米時，位於飛船頂部的卵形儀器艙脫落，彈到月面上，經跳躍、滾動後實現軟著陸。待完全靜止後，其沉重的底座可使其保持直立狀態，四片花瓣狀護板張開，像四個支架一樣支撐儀器艙。儀器艙內的攝像機和天線露出，將圖像發往地球。「月球9號」的卵形儀器艙質量為100千克，直徑58厘米，工作壽命為4天。不足之處是一旦打開就不能再關閉，更不能移動到新的地點進行考察。前蘇聯科學家也沒有對它進行改進。
「月球9號」探測器不愧為人類登月的卓越探險者。它證明了月球表面是堅實的，登月飛船在月球上降落不會深陷下去，宇航員踏到月球表面上不需要穿特別的雪鞋，從而掃除了人類登月的許多疑慮，打通了人類登月的天路。宇宙探索之路盡管還很漫長，但隨著航天技術的進步，宇宙奧秘將會一一被解開。

⑸ 全月球三維數字地形圖的技術原理

據專家介紹，國際上以前公布過的月球全圖，主要是二維影像圖和用激光高程數據製作的三維地形圖，由於這兩種月圖的數據源不同，不能產生一致的三維月圖，無法形象地展示全月球立體實景。總裝備部裝備指揮技術學院利用自主研發的三維月圖自動構建技術，一次性地解算出正射影像圖（DOM）和數字高程模型（DEM），解決了二、三維數據不一致的難題。製作完成的全月球三維立體圖，可以按照多種方式對全月球的任意區域進行全方位的觀察和量測。
項目對特徵點自動提取、同名像點自動識別、圖像自動融合等三維月圖自動構建關鍵技術進行了研究，很好地解決了地面上特徵點提取演算法不適於月面圖像處理的問題、項目利用「嫦娥一號」原始影像製作的可實時瀏覽的全月球三維立體圖，可為中國探月二期工程的月球軟著陸器選址、月球機器人運動規劃和模擬等提供技術支撐。

⑹ 月球背面軟著陸是怎樣勝利實現的

由於月球繞地球公轉時在作同步自轉，所以過去人們對月球背面的情況幾乎一無所知。相傳1822年，84歲的威廉·赫歇耳彌留之際，他向神甫表示，如能見到月球的背面是他一生最大的幸福，可惜當時誰也沒法滿足他的要求。為了揭開這個千古之謎，前蘇聯在「月球2號」准確擊中月球、實現硬著陸之後，於1959年10月4日發射了「月球3號」自動行星際站。它長1.3米，直徑0.96米，重約279千克。10月6日，它開始進入繞月球的軌道飛行，最後則變為「人造小行星」。7日上午6時半左右，它順利繞到了月球背面大約7000千米的高空處。在月球背面上空飛行的40分鍾時間內，它用不同的比例拍攝了許多照片，並立即進行自動處理（包括改正由於透視作用引起的失真現象）然後把資料發回地球，從而使人類第一次見到了月球背面的真實狀況。盡管限於當時的技術條件，這些照片的清晰度還不太理想，但無疑這是一批極其珍貴的照片。之後，「月球3號」飛離月球，成為一顆人造小行星。

「月球3號」的成功贏得了全世界一片贊揚。然而人類並不滿足，他們繼續努力著。因為要實現人類登月，硬著陸或是擦邊而過都是不行的。必須像飛機那樣在月面上徐徐下降才行。這需要在降落前開啟制動火箭，向前方噴氣，使速度逐漸減小，實行「軟著陸」。顯然，軟著陸要比硬著陸難得多。

但是還有一個問題：月面上能否支持探測器呢？過去有人曾認為，由於幾十億年來隕星不斷轟擊，使月球表面上形成了一層很深的細塵似的流沙，飛船降下後就會像當年紅軍長征時過草地那樣，陷入「沙潭」，使下降物遭到沒頂之災。所以，軟著陸可以探明月面的實際情況，是人類登月前不可缺少的一步。

最早在月面上軟著陸的仍然是前蘇聯的探測器——「月球9號」，這也是人類第一個「自動站」。它於1966年1月31日發射，起飛時的重量為1583千克。2月3日，它到達月球上空75千米處的地方，然後一個大約重100千克的「登月艙」與火箭自動脫開，慢慢向風暴洋的西部降下。這個登月艙安全著陸後（它在月面上的重量只有16千克左右），便自動打開了防護罩，攝影機也開始工作起來。它在月面上工作了75個小時，使人類得到了第一批從月球上拍得的天空及其表面的照片，給人以身臨其境的感覺。月面上那種蒼涼而奇特的景色，給人留下了深刻的印象。四個月後，美國的「勘測者1號」也安穩地降落在風暴洋內，它位於前蘇聯「月球9號」東南方的不遠處。

美國的「勘測者」探測器起飛時的重量在1～1.5噸之間，登月艙約重280千克，裝的儀器很多。例如「勘測者3號」除電視攝像機外，還帶著一台月面取樣用的特殊小挖土機。它1967年4月19日登上月面後，根據地面指揮部的命令，在「識海」內挖出了第一道人工溝渠，它深20厘米。挖出的月壤被送進登月艙進行化驗和分析。「勘測者6號」在降落月面一星期後，在地面指揮下又重新從月面升起了4米高，移動了2.5米，8秒鍾後再次降於月面。「勘測者7號」則通過激光測出了誤差僅±15厘米的月地距離，精確度達到了一百億分之四！若用它測量南京到北京的距離，誤差在一根頭發絲以內。