月球侦察轨道器(LRO)任务概览

导航/着陆点安全性
资源定位
空间环境生命
· 高能辐射 · 辐射对人体组织 的影响
新技术
· 岩石丰富
· 温度 · 矿物学 · 表面冰 · 对暗月坑成像 · 亚表面氢增强 · 氢增强定位 · 模拟光照条件 · 月坑地形 · 表面冰反射率 · 极区照射电影 · 矿物学
· S波段和X波段合
成孔径雷达演示
· 中子辐射环境
Ka波段 遥测
激光测距 激光测距
S波段 指令/遥测
S波段站点 主站 USN-4个站点
备份 （深空网）
CFDP控制和 状态(WS1) 存储文件 (测量和勤务) 任务产品
WS1地面站 Ka波段 系统 S波段 系统 空间通信网 航天器遥测
任务规划 ·规划日常事件 ·形成事件计划 ·生成日常载荷 ·显示短长期规划事件 ·网络可浏览时间线
LRO采用了大量高度互补的技术
仪器
CRaTER 宇宙射线望远镜，用于 研究辐射影响 DLRE 预测者月球辐射计实验 装置 LAMP 赖曼阿尔法测绘项目 LEND 月球探测中子探测器 LOLA 月球轨道器激光高度表 LROC 月球侦察轨道器相机 · 斜坡 · 地形/岩石丰富 · 大地测量 · 岩石危险性 · 小月坑
月球侦察轨道器（LRO）任务概览
Gordon Chin 项目科学家，NASA戈达德航天飞行中心（GSFC） 第8次国际月球探测与利用大会，2006年7月21日于中国北京
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LRO是美国空间探索展望实施的第一个任务
通信轨道器/着陆器 机动着陆器 漫游车
货运火箭先 进技术计划
PASS 1 轨道差别 轨道交叉定位 PASS 1+N
在赤道时 出现约横 距1km和 纬度3度 的交叉
半径变化
月球轨道器激光高度表(LOLA)概览
·LOLA测量： — 到月球表面的距离（脉冲飞行时间） 辐射器 ±10cm（平坦表面） — 月球表面反射率（Rx能量/Tx能量） ±5% — 表面粗糙度（激光脉冲扩散） ±30cm · 激光脉冲率28Hz，5个点→1年在月球 上40亿次发射
LRO的主要探测目标
•
为什么选两极和到什么地方？ ·如何找到路线？ ·目前最好的地图分辨率不到4km ·着陆安全吗？ ·需要高分辨率图像 ·需要高分辨率地形图 ·确切地点在哪里？ ·许多候选地点 ·我们着陆的地方是什么样子？ ·永久阴影区 ·永久光照区 ·表面下有冰 ·表面有冰池 ·辐射如何影响人类 • 月球全球图片 ·图像、资源以及全球重力场
LRO地面段概览
S波段 指令/遥测 S波段 系统 遥测/指令 站状态包 测控系统 ITOS/CFDP ·遥测监视 ·指令管理 ·自动操作 ·CFDP处理 任务操作中心 趋向系统 ·摄入原始数据 ·确定数据点趋向 ·产生图表和报告 ·遥访问 数据管理系统 ·文件跟踪系统 ·发布测量数据 ·发布任务产品 ·中央存储系统 ·可访问所有系统 ·短长期存储 姿态确定 ·处理航天器姿态遥测 ·制订回转计划和实施 约束检查 ·验证姿态性能 S波段 指令/遥测
Mini-RF 技术演示
LRO轨道器由GSFC自己建造
全向天线 推进舱 三板太阳阵 组件
仪器舱 全向天线 电子设备舱 高增益天线 组件天线
LRO轨道器特性 质量（目前最佳估计） 轨道平均平台功率 干重：809kg 燃料：897kg 681W(Beta 0, S&Ka xmit 1706kg
测量数据容量，最大下 行速率
初步设 计评审
试验
月球着陆试验
其它表面系统开发
月球表面着 陆先进技术 计划
初步设 计评审
关键设 计评审
第7次载人着陆 通信轨道器
着陆架次 通信轨道器
•LRO支持探索目标
· LRO是一项探测系统任务署（ESMD）的任务 · 与科学任务署（SMD）不同，SMD从事的是科学驱动任务
•有关在2012年以后开始实施“现场资源利用”（ISRU）和机器人任务的决定将 取决于LRO和其它任务的结果
指向精度，知识
572Gb/天，100Mb/s
60，30弧秒
LRO任务概览
发射：2008年10月31日
月球轨道进 入程序， 4次机动， 2～4天 最小能量 月球转移 ～4天
极区测绘阶段， 50km高度圆 轨道，至少1 年
调试阶段， 30×216km 高度准冻结轨 道，多达60 天
额定任务终止时间：2010年2月
行星数据系统（PDS）
LRO典型标称轨道操作
发射 早期巡航 调试 标称任务 任务结束 延期任务 12个月
长达2 个月
长达 4年
第1周
第2周
动量管理
第3周
第4周
位置保持 动量管理 仪器校准
轨道1
轨道2
Байду номын сангаас轨道3
轨道4
轨道5
轨道6
轨道7
轨道8
轨道9
轨道10
轨道11
轨道12
HV下降
~0.8kbps
HV上升
高达90kbps（耀斑） ~0.2kbps（无耀斑）
监视/异常系统 ·监视地面系统部件 ·寻呼/通知系统 ·异常跟踪系统
飞行动力 产品 任务产品
跟踪数据
采集数据
飞行动力学设施
HK 遥测
任务产品
任务产品 HK 遥测 任务产品 HK 遥测 任务产品 HK 遥测
HK 遥测
轨道 确定
机动 规划
HK 遥测 任务产品
任务产品
任务产品
图例 延迟/处理后链 实时链 LRO地面系统 LRO科学数据系统 测量产品 测量产品 测量产品 测量产品 测量产品 测量产品
波束放大器 接收机 望远镜
激光器
探测器（5个） （2个在反面）
LOLA观测模式
· LOLA是一个70米幅宽的
高度表（探测器的视场）， 提供10到15米间距的5个剖 面和~15米的纵向轨迹采样 · LOLA给刈幅标上高程、斜 度和表面粗糙度以及亮度 · 像素定位知识确定地图分 辨率
阴影 ~28min
月极
阳光 ~56.5min
月极
阴影 ~28min
LRO的重点放在月球两极
北极
7天轨道地面跟踪预测
LRO的重点放在月球两极
北极
27天轨道地面跟踪预测
导航：月球轨道器激光高度表（LOLA）将提供准 确的全球月球参考系统
·LOLA将获得横向~50m（点-点）/径向0.5到1m的准确基面 - 目前的精度为全球~4km ·LOLA是一种大地测量工具，利用一个框架（栅格）为所有LRO测量导出精确的观 测地物指向 - 测量从LRO到表面的距离 - 纵向和横向轨迹有5个激光点 - 测量激光覆盖区内高程分布 - 增强表面反射率（表面可能有水冰）