[發(fā)明專利]一種適用于月面自動(dòng)采樣返回的月球探測(cè)器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110217422.4
• 申請(qǐng)日: 2021-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113104236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊孟飛;張高;張伍;彭兢;阮劍華;杜穎;張正峰;舒燕;黃昊;任德鵬;孟占峰;陳春亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): B64G1/22
• 分類號(hào): B64G1/22;B64G1/10
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 梁倩;廖輝

1.一種適用于月面自動(dòng)采樣返回的月球探測(cè)器，其特征在于，包括：軌道器、返回器、著陸器和上升器；所述軌道器、著陸器、上升器按順序從下至上串聯(lián)連接；所述返回器位于軌道器內(nèi)部；

所述軌道器包括：推進(jìn)儀器艙、對(duì)接艙及支撐艙，所述推進(jìn)儀器艙為圓筒狀結(jié)構(gòu)，支撐艙為圓臺(tái)狀結(jié)構(gòu)；所述推進(jìn)儀器艙的頂部與支撐艙的大徑端同軸對(duì)接；所述對(duì)接艙位于支撐艙內(nèi)，且對(duì)接艙的底部安裝在推進(jìn)儀器艙的頂部；

所述返回器的上部為鐘罩形，下部為球冠形；

所述著陸器和上升器均為八棱柱式構(gòu)型，為以十字隔板為主傳力結(jié)構(gòu)的艙板式結(jié)構(gòu)；

其中，所述軌道器、返回器和上升器內(nèi)均設(shè)有蓄電池；所述著陸器和上升器的外部均設(shè)有太陽(yáng)翼，即太陽(yáng)電池陣，處于展開(kāi)狀態(tài)的太陽(yáng)翼用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；處于折疊狀態(tài)的太陽(yáng)翼不工作；

所述月球探測(cè)器的整體連接關(guān)系如下：

所述軌道器位于所述月球探測(cè)器的最下端，軌道器的推進(jìn)儀器艙的底部與運(yùn)載火箭對(duì)接；

所述返回器的下部通過(guò)返回器轉(zhuǎn)接環(huán)安裝在軌道器內(nèi)，且返回器的上部位于軌道器的對(duì)接艙內(nèi)；

所述著陸器的底部與所述軌道器的支撐艙小徑端同軸對(duì)接；

所述上升器通過(guò)上升器支架安裝在著陸器頂部。

2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于月面自動(dòng)采樣返回的月球探測(cè)器，其特征在于，所述月球探測(cè)器進(jìn)行五次分離和一次對(duì)接：第一次分離為軌道器與著陸器分離，所述軌道器和返回器組成軌返組合體，所述著陸器和上升器組成著陸上升組合體；第二次分離為著陸上升組合體的著陸器與上升器分離；第三次分離為軌道器的推進(jìn)儀器艙和支撐艙分離；第四次分離為軌道器推進(jìn)儀器艙和對(duì)接艙分離，第五次分離為軌返組合體的軌道器的推進(jìn)儀器艙和返回器分離；一次對(duì)接發(fā)生在第三次分離和第四次分離之間，為軌道器的對(duì)接艙和上升器對(duì)接。

3.如權(quán)利要求2所述的一種適用于月面自動(dòng)采樣返回的月球探測(cè)器，其特征在于，所述月球探測(cè)器為整體結(jié)構(gòu)，未發(fā)生分離時(shí)：

所述軌道器用于調(diào)整所述月球探測(cè)器姿態(tài)、及控制所述月球探測(cè)器在環(huán)月軌道的軌道機(jī)動(dòng)；還用于與地面控制終端進(jìn)行測(cè)控通信，即用于接收所述地面控制終端發(fā)送的地面指令和注入數(shù)據(jù)，并將所述地面指令和注入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的返回器、著陸器和上升器，還用于接收所述返回器、著陸器和上升器采集到的各自的遙測(cè)數(shù)據(jù)，并將所述遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳給地面控制終端；還用于為軌道器和返回器內(nèi)的用電負(fù)載提供電能，同時(shí)向著陸器和上升器提供補(bǔ)充供電；

所述返回器用于接收從軌道器轉(zhuǎn)發(fā)的地面指令和數(shù)據(jù)注入并執(zhí)行；還用于采集自身的遙測(cè)數(shù)據(jù)，并發(fā)送給軌道器；還用于接收軌道器供電，維持返回器內(nèi)的用電設(shè)備所需能源；

所述著陸器和上升器用于接收從軌道器轉(zhuǎn)發(fā)的地面指令和注入數(shù)據(jù)并執(zhí)行；所述著陸器和上升器還用于采集自身的遙測(cè)數(shù)據(jù)，并發(fā)送給軌道器；

所述著陸器的太陽(yáng)翼處于展開(kāi)狀態(tài)，用于為著陸器和上升器內(nèi)的用電負(fù)載提供電能，同時(shí)向軌道器提供補(bǔ)充供電；

所述上升器處于復(fù)用狀態(tài)，即當(dāng)軌道器不能接收所述地面控制終端發(fā)送的地面指令和注入數(shù)據(jù)時(shí)，所述上升器替代軌道器，用于接收所述地面控制終端發(fā)送的地面指令和注入數(shù)據(jù)，并將所述地面指令和注入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的返回器、著陸器和軌道器，還用于接收所述返回器、著陸器和軌道器采集到的各自的遙測(cè)數(shù)據(jù)，并將所述遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳給地面控制終端。

4.如權(quán)利要求2所述的一種適用于月面自動(dòng)采樣返回的月球探測(cè)器，其特征在于，所述月球探測(cè)器進(jìn)行第一次分離，月球探測(cè)器分為軌返組合體和著陸上升組合體時(shí)：

所述軌道器用于調(diào)整所述軌返組合體的姿態(tài)、及控制軌返組合體在環(huán)月軌道的軌道機(jī)動(dòng)；還用于為軌道器和返回器內(nèi)的用電負(fù)載提供電能；

所述返回器用于接收軌道器供電，維持返回器內(nèi)的用電設(shè)備所需能源；

所述上升器用于接收所述地面控制終端發(fā)送的地面指令和注入數(shù)據(jù)，并將所述地面指令和注入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給著陸器；

所述著陸器用于接收從上升器轉(zhuǎn)發(fā)的地面指令和注入數(shù)據(jù)并執(zhí)行，調(diào)整著陸上升組合體姿態(tài)、及控制著陸上升組合體軌道機(jī)動(dòng)，同時(shí)控制著陸上升組合體在月球表面上的軟著陸；還用于對(duì)月球表面樣品進(jìn)行采集和封裝，并將采集到的月球表面樣品轉(zhuǎn)移給上升器；

所述著陸器的太陽(yáng)翼處于展開(kāi)狀態(tài)，用于為著陸器和上升器內(nèi)的用電負(fù)載提供電能。