刘延杰，朱圣英，崔平远

（1.北京理工大学 宇航学院，北京 100081；2.深空自主导航与控制工信部重点实验室，北京 100081；3.飞行器动力学与控制教育部重点实验室，北京 100081）

小天体安全着陆与表面探测控制方法研究

刘延杰1,2,3，朱圣英1,2,3，崔平远1,2,3

（1.北京理工大学 宇航学院，北京 100081；2.深空自主导航与控制工信部重点实验室，北京 100081；3.飞行器动力学与控制教育部重点实验室，北京 100081）

针对探测器在小天体表面的弹跳式运动特点，提出一种表面运动控制方法。首先基于简化的运动模型，计算出探测器进行弹跳式转移所需的初始速度；然后通过对轨道方程的线性化，基于线性时变系统的求解方程，采用脉冲控制对每次弹跳的运动轨迹进行修正，增加控制精度；并分析转移距离与弹跳次数的关系；最后，以小行星1620 Geographos作为目标小天体进行仿真分析，验证了控制算法的有效性。结果表明，该控制方法可以应用于探测器在附着到小天体表面后的弹跳转移，也适用于弱引力环境下探测器的弹跳式探测。

小天体；表面运动；脉冲控制；转移距离

0 引 言

小天体是太空环境中具有极高探测价值的一类天体。附着探测是提升人类对小天体认知的重要手段。相比于大的行星天体，小天体具有质量轻、形状不规则的特点，这导致其附近呈现不规则弱引力场[1]。在这种引力场环境下，探测器在小天体附近的运动形式可以概括为：贴近小天体表面的轨道段、轨道运动与表面作用耦合的弹跳段、完全位于表面上的滑移滚动段。……