月球软着陆算法

⑴ 前苏联探测器是如何软着陆月面的

前苏联1963年发射的“月球3号”开始硬着陆月面。“月球4号”飞到离月球8500千米地方向太阳轨道飞去；1965年，“月球5号”、“月球6号”、“月球7号”、“月球8号”统统失败；1966年，“月球9号”（1583千克）第一次成功软降落在北纬7°8′和西经64°33′的月面上，着陆器重100千克，工作了4天，发回几幅中分辨率360度的电视全景图和辐射资料，最后因电源耗尽而停止工作。同年12月，“月球13号”（1590千克）软着陆在北纬18°5′和西经62°3′月面上，四块防护仪器板打开后，释放出两个折叠的带有土壤化验器的机械臂，借助这些装置测定了月面土壤的密度和坚实度。

前苏联通过软着陆器实地勘查月面土壤性质后，1966年3月发射了“月球10号”（1600千克）。它是第一次成为绕月飞行的人造卫星（245千克），寿命短促，只有56天，但测量了月球空间辐射和微陨星环境，还向地球播放了“国际歌”。月球11号”和“月球10号”有相同的有效载荷；“月球12号”及“月球14号”装有照相机，只发回了几张月面图片。1965年7月发射的“探测器3号”虽靠近月球飞向太阳轨道，但拍摄了“月球3号”看不到的远侧部分，发回28幅图片，其中23幅是月面图像。

美国的“徘徊者”是撞击月面的，瞬息间它的全部仪器就毁坏了。前苏联打算使探测器在月面软着陆，以便拍摄月面的风景照片。前苏联的第一个尝试是1963年4月2日发射的“月球”4号，但是，从距离月面8500千米的地方飞过，没有命中。

在这以后大约两年的时间里，前苏联没有发射月球探测器。也许在这个期间前苏联在为软着陆改进仪器。

1965年5月9日，前苏联发射“月球5号”。这次没有象先前的4号那样，正式发表是以软着陆作为目标，但是，飞行的目的是软着陆，这是显然的。“月球5号”比预定的时间提早5分钟到达月面，撞击在“云海”。软着陆失败。

接着“月球6号”从距离月面16万千米的地方飞过，“月球7号”撞击在“风暴洋”，“月球8号”到达“风暴洋”，但是刚刚到达，通信就断绝了。

第一次获得成功的是1966年1月31日发射的“月球9号”。这个探测器经过79小时的飞行之后，在“风暴洋”的“马利乌斯”、“拉伊纳”环形山的西方软着陆，用电视摄象机拍摄月面的风景照片，并且送回地面。

“月球9号”重1.583吨。它的软着陆过程是这样：在着陆前48秒（距月面75千米），火箭逆喷射减速。在探测OS本体撞击月面以前，重100千克的着陆体和本体分离。这个着陆体装在自动充气的气球里。这个气球可以缓和着陆时候的冲击。着陆以后，保护伞打开，象大朵花的形状。

“月球”9号送回的照片也被英国焦德班克射电天文台收到，并抢在前苏联之前发表，不过由于把水平方向的扩大率当成正确率的1／5，所以照片是歪曲的、不正确的。世界的新闻报纸都立刻发表了这些不正确的照片。前苏联的正确照片迟一天发表。在这些照片上小到2厘米的石子都可以看得清清楚楚。“月球9号”也计量了月球的辐射能。根据它的测定结果，月面的辐射线量是地球上普通场所的100倍左右。宇航员即使在月面逗留几天，这些辐射线量也不至于使宇航员受到特别的伤害。后来，1966年12月21日发射的“月球”13号也在了月面软着陆，它把金属棒插入月面，测定月面的强度。

⑵ 什么是月面软着陆

软着陆是相对于硬着陆来说的。硬着陆就是飞行器在重力作用下不采取任何减速措施，说白了就是掉下来。这是一种破坏性的着陆方式，一般用在一次性的飞行器上，比如月球探测卫星，完成任务后就扔到月球上去，不用管了。

软着陆就是在落地之前通过一定的手段减小垂直速度，使之以一个可以接受的速度落地，以保护飞行器和航天员。

月球软着陆技术

由于月球上没有空气，类似于真空，用降落伞是不能的。而气垫不好控制力度。现目前技术是靠火箭自身的反对作用力实现软着路。

月球软着陆流程

但作为月球探测器的软着陆就完全不一样的，由于没有大气层的缓冲，所有降落伞全都无效，那流程就变成如下：飞行器调整工作姿态，飞行器着陆缓冲发动机工作两个主要阶段，这两点缺一不可，姿态不正确，将会导致缓冲无效。

高度传感器失灵也将会导致缓冲无效。这一切对飞行器的姿态控制系统（所谓姿态控制系统就是控制飞行器自身姿态的稳定和可控）和缓冲火箭系统的可靠性提出了更高和更苛刻的要求，其技术难度要大于“神舟飞船”的返回控制系统。

月球9号（俄语：Луна-9）是苏联发射的一颗月球探测器。它是世界上第一颗在月球上成功实现软着陆的月球探测器。

⑶ 美国的“月球9号”探测器是如何实现月球软着陆的

当飞船降落到距月球表面还有5米时，位于飞船顶部的卵形仪器舱脱落，弹到月面上，经跳跃、滚动后实现软着陆。待完全静止后，其沉重的底座可使其保持直立状态，四片花瓣状护板张开，像四个支架一样支撑仪器舱。仪器舱内的摄像机和天线露出，将图像发往地球。

⑷ 前苏联“月球9号”探测器是怎么实现软着陆的

航天技术的发展，为人类探索宇宙提供了先进手段和良好条件。在这之前，宇宙空间广袤深邃，难以窥测真实面貌。
1966年1月31日前苏联发射了“月球9号”。这个探测器经过79个小时的飞行之后，在月球风暴洋中软着陆，传回了月球局部地区的第一批岩石和土壤照片27张。软着陆的方法，一般是在接近月球时开始逆喷火箭(火箭向运动方向喷气)，逐渐减小探测器的运行速度，然后慢慢地降落在预定地点。
1966年2月3日前苏联的“月球9号”探测器实现了人类历史上第一次月球软着陆。当飞船降落到距月球表面还有5米时，位于飞船顶部的卵形仪器舱脱落，弹到月面上，经跳跃、滚动后实现软着陆。待完全静止后，其沉重的底座可使其保持直立状态，四片花瓣状护板张开，像四个支架一样支撑仪器舱。仪器舱内的摄像机和天线露出，将图像发往地球。“月球9号”的卵形仪器舱质量为100千克，直径58厘米，工作寿命为4天。不足之处是一旦打开就不能再关闭，更不能移动到新的地点进行考察。前苏联科学家也没有对它进行改进。
“月球9号”探测器不愧为人类登月的卓越探险者。它证明了月球表面是坚实的，登月飞船在月球上降落不会深陷下去，宇航员踏到月球表面上不需要穿特别的雪鞋，从而扫除了人类登月的许多疑虑，打通了人类登月的天路。宇宙探索之路尽管还很漫长，但随着航天技术的进步，宇宙奥秘将会一一被解开。

⑸ 全月球三维数字地形图的技术原理

据专家介绍，国际上以前公布过的月球全图，主要是二维影像图和用激光高程数据制作的三维地形图，由于这两种月图的数据源不同，不能产生一致的三维月图，无法形象地展示全月球立体实景。总装备部装备指挥技术学院利用自主研发的三维月图自动构建技术，一次性地解算出正射影像图（DOM）和数字高程模型（DEM），解决了二、三维数据不一致的难题。制作完成的全月球三维立体图，可以按照多种方式对全月球的任意区域进行全方位的观察和量测。
项目对特征点自动提取、同名像点自动识别、图像自动融合等三维月图自动构建关键技术进行了研究，很好地解决了地面上特征点提取算法不适于月面图像处理的问题、项目利用“嫦娥一号”原始影像制作的可实时浏览的全月球三维立体图，可为中国探月二期工程的月球软着陆器选址、月球机器人运动规划和仿真等提供技术支撑。

⑹ 月球背面软着陆是怎样胜利实现的

由于月球绕地球公转时在作同步自转，所以过去人们对月球背面的情况几乎一无所知。相传1822年，84岁的威廉·赫歇耳弥留之际，他向神甫表示，如能见到月球的背面是他一生最大的幸福，可惜当时谁也没法满足他的要求。为了揭开这个千古之谜，前苏联在“月球2号”准确击中月球、实现硬着陆之后，于1959年10月4日发射了“月球3号”自动行星际站。它长1.3米，直径0.96米，重约279千克。10月6日，它开始进入绕月球的轨道飞行，最后则变为“人造小行星”。7日上午6时半左右，它顺利绕到了月球背面大约7000千米的高空处。在月球背面上空飞行的40分钟时间内，它用不同的比例拍摄了许多照片，并立即进行自动处理（包括改正由于透视作用引起的失真现象）然后把资料发回地球，从而使人类第一次见到了月球背面的真实状况。尽管限于当时的技术条件，这些照片的清晰度还不太理想，但无疑这是一批极其珍贵的照片。之后，“月球3号”飞离月球，成为一颗人造小行星。

“月球3号”的成功赢得了全世界一片赞扬。然而人类并不满足，他们继续努力着。因为要实现人类登月，硬着陆或是擦边而过都是不行的。必须像飞机那样在月面上徐徐下降才行。这需要在降落前开启制动火箭，向前方喷气，使速度逐渐减小，实行“软着陆”。显然，软着陆要比硬着陆难得多。

但是还有一个问题：月面上能否支持探测器呢？过去有人曾认为，由于几十亿年来陨星不断轰击，使月球表面上形成了一层很深的细尘似的流沙，飞船降下后就会像当年红军长征时过草地那样，陷入“沙潭”，使下降物遭到没顶之灾。所以，软着陆可以探明月面的实际情况，是人类登月前不可缺少的一步。

最早在月面上软着陆的仍然是前苏联的探测器——“月球9号”，这也是人类第一个“自动站”。它于1966年1月31日发射，起飞时的重量为1583千克。2月3日，它到达月球上空75千米处的地方，然后一个大约重100千克的“登月舱”与火箭自动脱开，慢慢向风暴洋的西部降下。这个登月舱安全着陆后（它在月面上的重量只有16千克左右），便自动打开了防护罩，摄影机也开始工作起来。它在月面上工作了75个小时，使人类得到了第一批从月球上拍得的天空及其表面的照片，给人以身临其境的感觉。月面上那种苍凉而奇特的景色，给人留下了深刻的印象。四个月后，美国的“勘测者1号”也安稳地降落在风暴洋内，它位于前苏联“月球9号”东南方的不远处。

美国的“勘测者”探测器起飞时的重量在1～1.5吨之间，登月舱约重280千克，装的仪器很多。例如“勘测者3号”除电视摄像机外，还带着一台月面取样用的特殊小挖土机。它1967年4月19日登上月面后，根据地面指挥部的命令，在“识海”内挖出了第一道人工沟渠，它深20厘米。挖出的月壤被送进登月舱进行化验和分析。“勘测者6号”在降落月面一星期后，在地面指挥下又重新从月面升起了4米高，移动了2.5米，8秒钟后再次降于月面。“勘测者7号”则通过激光测出了误差仅±15厘米的月地距离，精确度达到了一百亿分之四！若用它测量南京到北京的距离，误差在一根头发丝以内。