梁 魯，張志賢，果琳麗，楊 晨，曾 曜，李 民，葉培建

(1.中國(guó)空間技術(shù)研究院載人航天總體部，北京100094；2.中國(guó)空間技術(shù)研究院，北京100081)

可移動(dòng)式月球著陸器在載人月球探測(cè)活動(dòng)中的任務(wù)分析

梁 魯1，張志賢1，果琳麗1，楊 晨1，曾 曜1，李 民2，葉培建2

(1.中國(guó)空間技術(shù)研究院載人航天總體部，北京100094；2.中國(guó)空間技術(shù)研究院，北京100081)

基于對(duì)阿波羅計(jì)劃登月艙以及其它載人月球探測(cè)計(jì)劃著陸器系統(tǒng)任務(wù)的調(diào)研，針對(duì)固定式著陸器任務(wù)與功能的局限性，提出了可移動(dòng)式月球著陸器概念，以未來(lái)載人登月以及載人月球基地任務(wù)為背景，分析了可移動(dòng)式著陸器在月面大范圍探測(cè)、增強(qiáng)探測(cè)靈活性和月球基地建造、運(yùn)營(yíng)等任務(wù)中的優(yōu)勢(shì):移動(dòng)式月球著陸器能夠兼顧載人登月任務(wù)和月球基地任務(wù)，優(yōu)化月面系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)任務(wù)的銜接和過(guò)渡，對(duì)以建立月球基地為目標(biāo)的載人航天計(jì)劃、移動(dòng)式月球著陸器以及基于著陸器形成的探測(cè)模式都很有助益。

移動(dòng)式；著陸器；載人月球探測(cè)

1 引言

載人月球著陸器(登月艙)是實(shí)現(xiàn)將航天員、載荷送往月球表面，支持航天員月面活動(dòng)和科學(xué)試驗(yàn)等任務(wù)的航天器。可移動(dòng)式著陸器指具備移動(dòng)能力的月球著陸器。

阿波羅計(jì)劃、蘇聯(lián)登月計(jì)劃和星座計(jì)劃短期任務(wù)月球著陸器的最新一輪狀態(tài)均采用了固定式月面著陸設(shè)計(jì)(著陸后著陸器位置固定)[1]。在阿波羅計(jì)劃的后期任務(wù)中還在著陸器上配備了載人月球車，形成了固定式月球著陸器與月球車組合的登月模式，在實(shí)際飛行任務(wù)中，這種登月模式得到了驗(yàn)證，月球車的加入拓展了航天員的活動(dòng)范圍，提升了探測(cè)活動(dòng)的效率。然而，固定式著陸器結(jié)合月球車模式還存在一定的局限性，并且隨著持續(xù)性登月任務(wù)的開(kāi)展，以及在未來(lái)載人月球基地任務(wù)中，這種模式的局限性將更為明顯，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1)探測(cè)線路重復(fù)、探測(cè)范圍有限

使用固定式月球著陸器，航天員每一次出艙活動(dòng)后都必須返回著陸器之中，并最終通過(guò)著陸器的上升飛行器返回地球到達(dá)范圍顯見(jiàn)將受制于艙外服的持續(xù)工作能力(6～9小時(shí))[2]。航天員將花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間和能量在返回路程上。假設(shè)載人月球車行駛平均速度10 km/h，進(jìn)行一次20 km外的探測(cè)，其返回著陸器就需要2小時(shí)，占去了整個(gè)艙外活動(dòng)時(shí)間的25％以上。

2)用于月球基地任務(wù)需配套多種設(shè)施和操作

著陸器著陸于月球表面的過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)氣浪將掀起月表土壤和石塊。為保護(hù)基地設(shè)施并考慮避免著陸偏差造成的危害，著陸區(qū)域距離月球基地本體的距離至少應(yīng)達(dá)到幾百米至幾公里[3]。從著陸點(diǎn)運(yùn)送航天員和貨物前往月球基地是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，使用固定式著陸器作為運(yùn)輸工具則相應(yīng)地必須使用月面的大型運(yùn)輸車輛、起重機(jī)械等輔助設(shè)施共同完成這“最后一公里”的作業(yè)。

月球基地壽命周期內(nèi)可能需要數(shù)多月球著陸任務(wù)的支持，固定式著陸器棄用部分將遺留在月球基地周圍(除非使用整體起飛的著陸器)，占用著陸場(chǎng)資源并增加后續(xù)任務(wù)著陸風(fēng)險(xiǎn)，清理廢棄著陸器也必須使用輔助設(shè)施付出操作成本[4]。

針對(duì)上述局限性，本文提出具有移動(dòng)能力的月球著陸器概念，探討其在月面大范圍探測(cè)中的安全性、靈活性及其在簡(jiǎn)化月球基地任務(wù)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 移動(dòng)式月球著陸器概念及方案研究

以美國(guó)“星座”計(jì)劃體系為指引，多個(gè)研究機(jī)構(gòu)提出了可移動(dòng)式月球著陸器和火星著陸器的概念并拓展移動(dòng)式月球著陸器的任務(wù)模式，提升概念的附加值。我國(guó)尚未公開(kāi)發(fā)表可移動(dòng)式月球著陸器的概念和方案設(shè)想。

2.1.1 Lockheed Martin可移動(dòng)月球著陸器概念

Lockheed Martin公司參與了NASA的探索系統(tǒng)體系研究(ESAS)，提出了可移動(dòng)月球著陸器設(shè)想，但仍停留在概念階段[4]。Lockheed Martin對(duì)月球著陸器移動(dòng)能力的需求進(jìn)行了簡(jiǎn)略的歸納，并主要提出了2種可移動(dòng)載人月球著陸器概念。其中一種月球著陸器整體具備輪式運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，月球著陸器整器實(shí)現(xiàn)月面軟著陸和月面移動(dòng)(圖1. a)；另一種月球著陸器僅在上升級(jí)上配備輪式運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，月面下降減速過(guò)程中將主減速推進(jìn)系統(tǒng)分離掉，上升級(jí)單獨(dú)完成軟著陸并實(shí)現(xiàn)在月面的移動(dòng)(圖1.b)。

圖1 Lockheed Martin月球著陸器概念Fig·1 Lunar lander concept of Lockheed Martin

2.1.2 Boeing火星著陸器概念

Boeing公司于2012年發(fā)表了火星探測(cè)器架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)4人落火480天的任務(wù)[5]。每一次火星任務(wù)中包括了4個(gè)火星著陸器，其中含3個(gè)貨運(yùn)著陸器和1個(gè)載人著陸器MPL。3個(gè)貨運(yùn)著陸器中分為兩種，一種是載有居住艙的居住型著陸器MCL-H(2個(gè))，另一種實(shí)際上是大型的增壓月球車MCL-R。

在一次火星任務(wù)中，3個(gè)貨運(yùn)著陸器首先著陸，并各自單獨(dú)到達(dá)預(yù)定的交匯點(diǎn)，等待載人火星著陸器的到來(lái)。理想情況下，載人火星著陸器將盡可能的靠近火星貨運(yùn)著陸器的交匯點(diǎn)進(jìn)行著陸，以減少載人火星著陸器的移動(dòng)距離，但也不能離得太近，避免動(dòng)力下降過(guò)程中下降發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)火星貨運(yùn)著陸器造成傷害。圖2.a和圖2.b是火星載人著陸器和火星貨運(yùn)著陸器著陸后的示意圖，圖2.c是火星基地組成示意圖。

圖2 Boeing火星著陸器概念Fig·2 MARS lander concept of Boeing

2.1.3 NASA可移動(dòng)月球著陸器概念

美國(guó)在星座計(jì)劃的體系框架內(nèi)系統(tǒng)地開(kāi)展了月球著陸器方案的研究，其中包括可移動(dòng)月球著陸器的概念，論證了可移動(dòng)月球著陸器的優(yōu)點(diǎn)和在月球探測(cè)任務(wù)中的應(yīng)用前景，并基于一種高機(jī)動(dòng)性的輪腿移動(dòng)系統(tǒng)(ATHLETE全地形探測(cè)系統(tǒng)[6]，圖3.a)提出了可移動(dòng)月球著陸器(圖3.b)的方案設(shè)想。著陸器可在月面移動(dòng)和調(diào)整姿態(tài)，多個(gè)著陸器密封艙首尾相接可組成月球基地(圖3.c)。載人型月球著陸器在貨運(yùn)著陸器的基礎(chǔ)上增加了上升級(jí)，供航天員返回月球軌道?？梢苿?dòng)月球著陸器優(yōu)勢(shì)有如下幾點(diǎn)：1)便捷地組成月球基地；2)便于月球基地的重定位、定向和變形；3)大型載荷裝卸、運(yùn)輸；4)基地魯棒性更高，易于商業(yè)開(kāi)發(fā)和擴(kuò)展；5)提高月面任務(wù)的靈活性。

2.2 后續(xù)發(fā)展啟示

1)移動(dòng)式著陸器可提高月球探測(cè)和月球基地任務(wù)的靈活性、經(jīng)濟(jì)性

在基地建造和維護(hù)以及基地設(shè)施重復(fù)利用方面，移動(dòng)式著陸器對(duì)于簡(jiǎn)化系統(tǒng)持續(xù)月球探測(cè)任務(wù)的月面設(shè)施種類有重要作用?？梢苿?dòng)貨運(yùn)型著陸器不需要配備專用的起重和運(yùn)輸設(shè)備即可完成基地的構(gòu)建，在初級(jí)月球基地或月球基地的建造初期，可便捷地組成基地和變換基地構(gòu)型。在航天員離開(kāi)月球之后，自行前往下一科考點(diǎn)等待航天員的到來(lái)，大幅節(jié)省了向月面輸送基地設(shè)施的費(fèi)用。

圖3 M L可移動(dòng)著陸器Fig·3 MLmobile lunar lander concept of NASA

2)移動(dòng)式著陸器是建立火星基地的首選

然而執(zhí)行載人火星任務(wù)，必須通過(guò)多次火星著陸任務(wù)建立可長(zhǎng)期生存的火星基地，并依賴于火星表面的基地建造和表面交會(huì)對(duì)接操作。受測(cè)控條件和火星大氣的影響，實(shí)現(xiàn)高精度火星表面著陸具有更大的挑戰(zhàn)性，各個(gè)著陸器的著陸點(diǎn)間距必須保持適當(dāng)?shù)木嚯x。利用可移動(dòng)著陸器是實(shí)現(xiàn)表面交會(huì)，減少火星運(yùn)輸規(guī)模的首選模式。

3 移動(dòng)式月球著陸器任務(wù)分析

3.1 載人登月任務(wù)

初級(jí)載人登月任務(wù)中的月面活動(dòng)以小范圍的月面移動(dòng)和適度的月面探測(cè)活動(dòng)為主，每次飛行任務(wù)的登陸區(qū)域都不相同，各次飛行任務(wù)以廣覆蓋的形式遍布月球表面，在探測(cè)月球的同時(shí)也對(duì)各類技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。此外，為保障乘員安全，月球著陸器還必須具備在任意時(shí)間安全返回月球軌道的能力。

航天員出艙通過(guò)步行方式到達(dá)指定區(qū)域或?qū)ρ赝具M(jìn)行探測(cè)，著陸器具備移動(dòng)能力，以與航天員相同的速度跟隨航天員。。

3.1.1 基本假設(shè)和約束

航天員每天睡眠時(shí)間保證不小于8小時(shí)，每天保持清醒的狀態(tài)為16小時(shí)。航天員每天累積出艙時(shí)間不超過(guò)8小時(shí)，航天員單次出艙活動(dòng)時(shí)間不超過(guò)8小時(shí)，航天員每工作3天需要休息2天(NASA START團(tuán)隊(duì)研究的假設(shè)和約束條件[7])。

航天員平均行走速度假設(shè)為1 km/h。在固定式月球著陸器加非增壓月球車模式下，月球車平均行駛速度為10 km/h(阿波羅月球車LRV設(shè)計(jì)時(shí)速為13 km/h[8]，本文取10 km/h進(jìn)行分析)。

3.1.2 任務(wù)模式：跟隨探測(cè)

在7天任務(wù)內(nèi)，假設(shè)航天員每天進(jìn)行出艙活動(dòng)，則航天員通過(guò)出艙行走每天最大行走距離為1 km/h×8 h＝8 km，在有增壓艙跟隨的情況下，航天員不需要返回著陸點(diǎn)，在航天員結(jié)束當(dāng)天8 h工作后可就地返回著陸器，在艙內(nèi)工作或休息期間(非睡眠)著陸器通過(guò)航天員操作或地面遙操作方式可再繼續(xù)行走8 h。因此在可移動(dòng)著陸器的支持下，航天員在7天內(nèi)最遠(yuǎn)可到達(dá)距著陸點(diǎn)112 km處的區(qū)域，即可以完成一次100 km范圍的貫穿探測(cè)，圖4.b)。并且在探測(cè)過(guò)程中發(fā)生了必須離開(kāi)月球的事件，航天員可就近返回著陸器飛離月球。

如果以固定式月球著陸器+載人月球車的模式進(jìn)行探測(cè)(圖4.a)，則在7天任務(wù)內(nèi)，航天員的實(shí)際可出艙工作時(shí)間為5天，每天8 h。在7天內(nèi)可完成對(duì)5個(gè)距著陸點(diǎn)7.3 km內(nèi)區(qū)域的探測(cè)，總里程約73 km。

當(dāng)任務(wù)周期增加至14天，則航天員最遠(yuǎn)可到達(dá)距著陸點(diǎn)224 km處的區(qū)域，即可以完成一次200 km范圍的貫穿探測(cè)(圖5.b，這一距離相當(dāng)于可以橫穿虹灣地區(qū)(直徑約236 km))。并且在探測(cè)過(guò)程中發(fā)生了必須離開(kāi)月球的事件，航天員可以就近返回著陸器飛離月球。

如果以固定式月球著陸器+載人月球車+固定式貨運(yùn)著陸器(含居住艙)的模式進(jìn)行探測(cè)，則在14天任務(wù)內(nèi)，航天員的實(shí)際可出艙工作時(shí)間為9天，每天8 h。無(wú)論是使用增壓式月球車還是非增壓式月球車都應(yīng)遵守不大于7.3 km的活動(dòng)距離限制。在9天內(nèi)可完成對(duì)9個(gè)距著陸點(diǎn)7.3 km內(nèi)區(qū)域的探測(cè)，總里程約131 km (圖5.a)。

圖4 單次任務(wù)探測(cè)距離(7天)Fig·4 Drivingrange at a single flight(7 days)

圖5 單次任務(wù)探測(cè)距離(14天)Fig·5 Drivingrangeat a single flight(14 days)

3.2 月球基地任務(wù)

想定的月球基地任務(wù)以建設(shè)和維護(hù)3艙剛性艙月球基地并結(jié)合月球基地開(kāi)展大范圍探測(cè)為目標(biāo)(任務(wù)規(guī)劃如圖6所示)。假定月球基地此前的選址、地表的穩(wěn)固與處理已在先期的無(wú)人登月任務(wù)中完成。自首個(gè)剛性艙運(yùn)至月球基地起，基地組成艙段使用移動(dòng)式月球著陸器運(yùn)送至基址附近的預(yù)定地點(diǎn)。

3.2.1 基本假設(shè)及約束條件

著陸過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)工作將產(chǎn)生氣浪，它主要影響著陸平臺(tái)與基地設(shè)施設(shè)備的距離。研究表明，具著陸點(diǎn)2 km范圍內(nèi)，基地設(shè)施的玻璃表面會(huì)遭到一定程度的侵蝕。在經(jīng)歷多次侵蝕之后，光學(xué)儀器的玻璃透光面可能失效[3]。

圖6 可移動(dòng)式月球著陸器月球基地任務(wù)模式Fig·6 Mobile lander in lunar base mission

另一方面，著陸器的落點(diǎn)偏差也會(huì)影響著陸平臺(tái)的大小以及平臺(tái)與月球基地的距離。在有完善的外部跟蹤導(dǎo)航服務(wù)并且在月球上存在易于識(shí)別的地標(biāo)的情況下，著陸器的偏差范圍約為2 km。如果有月基導(dǎo)航系統(tǒng)的支持，以Apollo-17的經(jīng)驗(yàn)推測(cè)，航天器的3σ著陸區(qū)域基本上可以縮小到100m以內(nèi)[3]。但考慮到月面已存在的導(dǎo)航系統(tǒng)有失效的可能性，并綜合考慮著陸氣浪造成的影響，著陸點(diǎn)與月球基地的距離至少應(yīng)為3 km。

3.2.2 任務(wù)模式：月球基地建造與維護(hù)

1)基地建造

第1臺(tái)月球著陸器攜帶基地艙段著陸于距基地3 km的著陸區(qū)，自行前往基址。

第2臺(tái)月球著陸器攜帶基地艙段著陸于著陸區(qū)，自行前往基址。

第1臺(tái)載人月球著陸器到達(dá)基地，航天員現(xiàn)場(chǎng)指揮2個(gè)艙段使用可移動(dòng)著陸器進(jìn)行對(duì)接組裝，并對(duì)基地進(jìn)行調(diào)試維護(hù)。然后離開(kāi)月面。

第3臺(tái)月球著陸器攜帶基地艙段著陸于著陸區(qū)，自行前往基址。

第2臺(tái)載人月球著陸器到達(dá)基地，航天員現(xiàn)場(chǎng)指揮第3個(gè)艙段使用可移動(dòng)著陸器進(jìn)行對(duì)接組裝與前兩個(gè)艙段組合體對(duì)接組裝，對(duì)基地進(jìn)行調(diào)試維護(hù)。

航天員陸續(xù)到達(dá)月球基地進(jìn)行探測(cè)活動(dòng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在基地的建造過(guò)程中，可移動(dòng)著陸器縮短了航天員出艙作業(yè)的時(shí)間，并能夠簡(jiǎn)化基地的建造流程，減少月面上的長(zhǎng)時(shí)間閑置設(shè)施(表1、圖7)。

表1 航天員出艙活動(dòng)時(shí)間Table 1 Astronaut EVA time

圖7 月球基地建造Fig·7 Construction of lunar base

2)著陸區(qū)清理

當(dāng)著陸器著陸于月球基地附近，在貨物卸載之后，著陸器下降級(jí)將留在著陸場(chǎng)成為廢棄物，在基地建造和維護(hù)的過(guò)程中，將需要數(shù)次著陸任務(wù)，若不進(jìn)行清理，則廢棄物將在月球基地附近不斷積累，占用基地附近的著陸區(qū)資源。此時(shí)必須使用運(yùn)輸車輛和/或吊車將著陸器運(yùn)往更遠(yuǎn)的區(qū)域存放(圖7.a)。

若著陸器具備一定移動(dòng)能力，則著陸器可自行或在其它車輛的牽引下前往存放區(qū)域，簡(jiǎn)化了基地配置的操作內(nèi)容(圖7.b)

3.2.3 任務(wù)模式：月球基地轉(zhuǎn)移和重建

可移動(dòng)式月球著陸器可以便捷地組成可移動(dòng)式月球基地，與月球基地的建造過(guò)程類似，可移動(dòng)式月球基地可以便捷地進(jìn)行轉(zhuǎn)移前往下一處考察站點(diǎn)，并重新組成月球基地，且在基地拆解過(guò)程不需要航天員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視，可由地面遙操作完成(圖8.a)。

而固定式月球基地則必須使用吊車和運(yùn)輸車輛，并消耗航天員出艙活動(dòng)時(shí)間。在基地的拆解作業(yè)中至少需要1臺(tái)運(yùn)輸機(jī)和1臺(tái)起重機(jī)進(jìn)行配合，而在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中則至少需要4～5臺(tái)運(yùn)輸機(jī)(圖8.b)。

圖8 月球基地轉(zhuǎn)移Fig·8 Transfer of lunar base

3.2.4 任務(wù)模式：大范圍區(qū)域探測(cè)中途應(yīng)急返回

在大范圍轉(zhuǎn)移或探測(cè)過(guò)程中，為確保途中的安全，應(yīng)由兩臺(tái)增壓式月球車組成團(tuán)隊(duì)共同執(zhí)行任務(wù)(圖9.a)。在一個(gè)月晝周期內(nèi)，假設(shè)每天行駛8 h，月球車平均時(shí)速10 km/h，至少應(yīng)可行進(jìn)1000 km以上，在中途發(fā)生航天員必須返回的情況時(shí)(傷病、月球車故障等)，月球車返回月球基地的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)行駛500 km時(shí)，則需約7天返回基地；行駛560km以上則必然經(jīng)歷月夜，進(jìn)而必須降低行使速度或無(wú)法及時(shí)返回。

若使用可移動(dòng)著陸器與一臺(tái)增壓月球車組成團(tuán)隊(duì)(圖9.b)，則航天員可就近轉(zhuǎn)移至著陸器的上升級(jí)，上升級(jí)起飛在10～20分鐘內(nèi)返回至月球基地或返回月球軌道。

圖9 大范圍探測(cè)中途應(yīng)急返回Fig·9 Emergencyreturn in large range roving

4 結(jié)論

本文以載人登月和月球基地為背景，分析了可移動(dòng)式月球著陸器的任務(wù)適用性，指出移動(dòng)式月球著陸器在單次飛行短期橫穿區(qū)域探測(cè)、大范圍月面轉(zhuǎn)移越障、月球基地建造維護(hù)與月球基地轉(zhuǎn)移和重建任務(wù)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

移動(dòng)式月球著陸器與固定式月球著陸器并非替代與被替代的關(guān)系，兩者各有所長(zhǎng)。固定式著陸器完全能夠勝任小規(guī)模月球探測(cè)以及特定區(qū)域詳細(xì)探測(cè)等任務(wù)。

移動(dòng)式月球著陸器能夠兼顧載人登月任務(wù)和月球基地任務(wù)，優(yōu)化月面系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)任務(wù)的過(guò)渡，對(duì)于以建立月球基地為目標(biāo)的載人航天計(jì)劃，移動(dòng)式月球著陸器本身以及基于著陸器形成的探測(cè)模式將成為未來(lái)月球探測(cè)任務(wù)的一大亮點(diǎn)。

在研制月球著陸器的過(guò)程中，應(yīng)采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，使月球著陸器具備移動(dòng)能力從而適應(yīng)多種類型任務(wù)的需求，是一條較經(jīng)濟(jì)的具備高附加值的技術(shù)途徑。

References)

[1] Cohen M M.From Apollo LM to Altair：design，environments，infrastructure，missions，and operations[C]//AIAA Space 2009 Conference.AIAA 2009-6404.

[2] 朱仁章，王鴻芳，王曉光，等.蘇/俄艙外航天服技術(shù)的進(jìn)展[J].載人航天，2009，15(1)：25-45. Zhu Renzhang，Wang Hongfang，Wang Xiaoguang，et al. Advances in the Soviet/Russian EVA spacesuit technology [J].Manned Spaceflight，2009，15(1)：25-45.(in Chinese)

[3] 果琳麗，王平，朱恩涌，等.載人月球基地工程[M].北京：中國(guó)宇航出版社，2013：491-497. GuoLinli，Wang Ping，Zhu Enyong，et al.Manned lunar base engineering[M].Beijing：China Astronautic Publishing House，2013：491-497.(in Chinese)

[4] Birckenstaedt B M，Hopkins J，Kutter B F，et al.Lunar lander configurations incorporating accessibility，mobility，and centaur cryogenic propulsion experience[C]//AIAA Space Conference.2006，7284：6-9.

[5] Benton Sr M G.Conceptual design of crew exploration lander for asteroid ceres and saturn moons rhea and iapetus[C]// 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition.2010：795.

[6] Wilcox B H.Athlete：a mobility and manipulation system for the moon[C]//Aerospace Conference，2007 IEEE.IEEE，2007：1-10.

[7] Litaker H，Thompson S，Howard R.A comparision of the unpressurized rover and small pressurized rover during a desert field evaluation[C]//Human Factors and Ergonomics Society Conference，2009.Document ID：20090010205.Report/Patent Number：JSC-17878.

[8] Kring D A.Lunar Mobility Review[J/OL].2006.http：// www.lpi.usra.edu/science/kring/lunar_exploration/briefings/lunar_mobility_review.pdf.

[9] Cooper B，Hartman F，Maxwell S，et al.Using RSVP for analyzing States and Previous Activites for the Mars Exploration Rovers[P]//Proc.SpaceOps 2004，Montreal，Canada，2004.

[10] Wilcox B H.Athlete：a mobility and manipulation system for the moon[C]//Aerospace Conference，2007 IEEE.IEEE，2007：1-10.

[11] Wilcox B.Athlete：an option for mobile lunar landers[C]// Aerospace Conference，2008 IEEE.Paper 1-4244-1488-1/ 08.

[12] Diftler M A，Ambrose R O，Bluethmann W J，et al.Crew/ robot coordinated planetary EVA operations at a lunar base analog site[C]//38th Lunar and Planetary Science Conference，2007.LPI Contribution No.1338，p.1937.

Task Analysis of Mobile Lunar Lander in Crewed Lunar Exploration Missions

LIANG Lu1，ZHANG Zhixian1，GUO Linli1，YANG Chen1，ZENG Yao1，LI Min2，YE Peijian2
(1.Institute of Manned Space System Engineering，CAST，Beijing 100094，China；2.China Academy of Space Technology，Beijing 100094，China)

Manned lunar lander is one of the core systems in the lunar exploration spacecraft system.Fixed lunar lander，as the Apollo lunar lander style，has its own limitations in extended and advanced missions.For these limitations，the concept of mobile lunar lander was introduced in the background of future crewed lunar explorations.Initiative analysis of advantages of mobile lander was made，including mobile lander in wide area roving mission，lunar base construction and operation.Mobile lunar lander itself，and mission modes around it will be a highlight that can serve as a reference in the transition period from manned lunar landing stage towards lunar base stage.

mobile；lunar lander；crewed lunar exploration

V478

A

1674-5825(2015)05-0472-07

2014-09-14；

2015-08-30

梁 魯(1980-)，男，博士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)檩d人航天器總體設(shè)計(jì)。E-mail：llu20081025＠163.com