丁百慧，杨 彬，秦 政，李 爽

(1. 南京航空航天大学航天学院，南京 211106；2. 中国航天员科研训练中心，北京 100094)

0 引 言

月球是地球的天然卫星,蕴藏着丰富的自然资源,具有巨大的军事价值。载人月球探测是开发月球自然资源掌控其战略地位的重要手段[1-2]。载人月球探测月面着陆区直接影响工程任务实施与科学研究成果,着陆区的选择涉及到科学研究与应用价值分析、飞行器约束条件分析、月面驻留与活动支持能力分析等关键环节。月面着陆区遴选工作需由科学需求牵引,首先提出最具科学价值月面备选着陆区;在此基础上,论证分析工程代价约束,进行飞行轨迹设计,并逐一对备选着陆区进行综合代价评估分析[3-4]。因此,高效可靠的飞行轨迹设计与综合代价评估分析方法是载人月球探测任务开展的前提。

阿波罗计划是迄今首例成功的载人登月任务,1966年至1972年间先后有12名航天员登上月球[5]。阿波罗计划采用的“人货混运、月球交会”的模式对火箭运载能力要求极高,且安全性和任务灵活性不足[6-7]。因此,现已公布的各国未来载人登月计划均采用“人货分运、多次交会”模式,充分利用成熟的大型运载火箭和飞船,节省任务成本,强调实用性和可靠性[8-9]。不论是阿波罗计划的“人货混运”还是未来的“人货分运”模式,整个任务飞行阶段包括发射段、近地停泊段、地月转移段、环月飞行段、月面下降、月面上升段及月地转移段。其中,发射段和月面下降、月面上升段分别由运载火箭和登月舱执行。……