可移动着陆器腿足最优时间‐急动度轨迹规划∗

贾 山，周向华，张 胜，赵建华，陈金宝

（1.南京航空航天大学航天学院 南京，211106）（2.深空星表探测机构技术工信部重点实验室 南京，211106）（3.航天进入减速与着陆技术实验室 南京，211106）

引言

未来的人类深空星表探测将越来越频繁。在月球探测领域，中国探月工程在实现“绕、落、回”三步走之后，将继续进行“载人登月”和“月球基地建设”等任务。美国重启Artemis 登月计划，并以建立月球基地供人类长期驻留为最终目标［1］。在火星探测领域，中国、美国、阿联酋已于2020 年先后发射火星探测器，并将在2021 年到达火星开展后续探测活动。这些任务中，星表着陆是关键环节，决定了相关任务的成败。目前，着陆器均采取传统腿足式着陆缓冲装置与固定式着陆的组合，即着陆时姿态无法调整，着陆后位置无法移动，例如美国阿波罗计划、前苏联登月计划、中国探月工程等。这种组合与轮式巡视器相结合的方式存在着一定局限性：①被动式着陆缓冲不仅难以保证各着陆腿缓冲进程的统一，且对着陆点选择和着陆过程控制精度要求较为苛刻，同时难以在执行返回式任务时为上升器创造最佳的起飞姿态；②探测范围的可扩展性不足，传统着陆器搭载巡视器的探测方式受体积、能源以及通信等各方面的制约，可探测范围局限于着陆器周边的有限区域内，且往返式的探测路线存在较大的重复性；③对月面环境适应性较差，为保证着陆安全，着陆点要求尽可能位于地势较为平坦的区域，该区域基岩物质出露较少，勘探难度较大，很大程度上限制了任务的科学回报率；……