測試廣告1 不知不覺中,秦元清已經在開始從繞月軌道到軟着陸這個階段的計算工作量。筆言閣 biyange.com 更多好看小說
首先,是第一階段的主減速段。
秦元清根據數據中的嫦娥四號構型特點,在此基礎上建立了小型月球探測器的導航、制導與控制系統工作模型和質心、姿態動力學模型。模型中考慮了各個發動機推力偏心、偏斜產生的影響,並考慮了制導、導航與控制分系統離散的工作特性。
然後,對末端水平速度約束條件下的主減速段制導律進行了研究。
利用開普勒軌道的軌道參數與末端運動參數的對應關係,將末端運動參數約束轉化為軌道參數約束,從而將軌跡規劃問題轉化為有限推力變軌問題,進而通過最小二乘修正方法得到制導律。
接下來,對末端高度約束條件下的主減速段制導律進行了研究。
隨後,建立制導慣性極坐標系下的動力學方程,將目標約束量作為狀態量,使用偽譜法可以方便地求出一些參數的數值。
在此基礎上,針對給定發動機的配置,研究了主減速段航程的取值範圍,並研究該範圍內的軌道特性,以四元數作為參數,並引入偏差四元數,構造擬歐拉角以消除目標姿態的雙值性,並利用攝動雙積分系統的時間最優控制設計了姿態控制,嘗試得出一個最優控制解。
整個過程,都是一點差錯都不能出。實際上在知曉嫦娥三號採用當初秦元清在嫦娥二號所建的模型,秦元清自己都下出了一身冷汗,因為他當初所弄的模型,是根據嫦娥二號以及該火箭進行專門建立的模型,是最優的。可是嫦娥三號,相比起嫦娥二號,是有所變化的,也就是說嫦娥二號的最優方案,並不意味着就是嫦娥三號的最優方案,可以說嫦娥三號取得圓滿成功,真的是有運氣成分,不過秦元清估計,當初嫦娥三號的落月地點與計算值絕對有不小的偏差。
而這一次嫦娥四號,是要在背面登錄,理論上是差不多,但是實際上的難度卻是要高一大截,其中一個問題就是信號問題!
在月球的背面,是接收不到地球傳來的無線信號的。
當然,為此華夏航天工程也有相應的方案,計劃發射一顆嫦娥四號月球探測器的中繼衛星,也就是『鵲橋號』,根據方案該中繼星將允許在地月引力平衡點2點,計劃將在5月21日發射升空。
『鵲橋號』的作用,就是用來保持地球控制中心和嫦娥四號探測器的通信。
當然,因為地月之間距離比較遠,是存在着通信一定的延遲問題。這就導致,嫦娥四號探測器在落月階段,位於地球控制中心的技術人員,無法根據實施情況操控探測器的降落軌道。這完全相當於盲降,所以技術難度比之可以實時操控的降落過程,要難上不止一個檔次。
秦元清的計算工作,都是將每一個參數調控到無比精準的。平常生活中,習慣性的保持小數點後2位數,在航天工程就不適用,航天工程講究的無比準確的,所以秦元清都是將小數點後保持在10位數,以儘可能地減小誤差。
有時候不得不說,數學是所有科學中最嚴謹的,數學家都是一群追求完美的理想主義者。
至於月球背面的降落點,秦元清選擇了pa盆地。pa盆地是月球上最大的、也是最古老的隕石坑,直徑高達2500公里。
同時,pa盆地深達13公里,是月球上最深的撞擊盆地,這意味着當年的撞擊事件很可能會挖出月殼深處甚至月幔的物質,這些或將成為人類研究月球內部成分的「鑰匙」。
一旦嫦娥四號探測器在這片區域有所發現,那對於華夏完全征服月球的步伐,或許會更加促進一步!
計算工作量完成是第一步,第二步就是構建完整的模型,以便於進行超級計算機模擬。
如果是其他數學家,也許只能完成計算部分,模型就得由其他專業人員完成,可是秦元清不需要,這一方面他也是行家,這就避免了不同人之間,難以理解對方所需要的,所帶來的人為誤差。
等到秦元清完成了自己所有工作後,已經是一個星期過後了,秦元
第四百一十一章落月計算和模型