段建锋 曹建峰，2 张 宇 陈 明，2 王 健 段成林

1. 北京航天飞行控制中心，北京100094

2.航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094

人类对月球的探测活动从20 世纪50年代末开始至今，已有半个多世纪的历程，取得了巨大的成就［1］。美国、俄罗斯与欧洲在该领域走在世界的前列，先后共有12 名宇航员登上了月球，获得了大量的科学信息，深化了人类对月球、地球和太阳系的认识，同时发展了完备的深空航天器测量技术及航天器定轨定位技术［2］。此外，日本在该领域的发展也达到相当的水平［3］。我国的科研人员对探月相关问题也进行了自己的研究［4－5］，并在21 世纪初提出了符合我国国情的探月计划:整个计划可分为绕月飞行、月面软着陆和采样返回3个阶段。嫦娥一号卫星任务实现了第一阶段，即绕月探测的任务。

嫦娥一号卫星由运载火箭“长征三号甲”在2007年10月24日成功发射并准确入轨。经3 次近月制动控制后，于2007年11月7日进入了平均高度200km、周期127min 的工作圆极轨道，也称为使命轨道。

由于嫦娥一号卫星自主飞行过程中的姿态保持采用动量轮控制［6－7］的方式，嫦娥一号卫星在调相轨道段、地月转移轨道段动量累积较少，动量轮卸载主要安排在轨控前，并尽量与调姿过程相结合。在环月飞行阶段，嫦娥一号卫星建立三轴定向姿态模式，受月球重力梯度不均的影响，其动量矩会增加，为了防止动量矩对嫦娥一号卫星姿态的影响，使用安装在嫦娥一号卫星内部的动量轮吸收卫星的动量矩增量，但当扰动力矩累积到一定程度时，动量轮转速会达到饱和，这时需要通过喷气对动量轮进行卸载，把飞轮中的动量矩卸到系统外部。……