激光雷达助力航天器精准着陆：从嫦娥六号到商业登月

激光雷达助力航天器精准着陆：从嫦娥六号到商业登月

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1.

https://new.qq.com/rain/a/20240602A04MET00

2.

http://cpc.people.com.cn/BIG5/n1/2024/0626/c64387-40264439.html

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https://www.sohu.com/a/757941503_121675719

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https://www.lumimetric.com/cn/new/new-2-79.html

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https://www.nasachina.cn/news/29079.html

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https://laser.ofweek.com/2024-05/ART-240002-8500-30635383.html

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https://www.opticsjournal.net/Articles/OJ1a32299898a5e066/FullText

2024年6月2日，嫦娥六号探测器成功登陆月球背面南极-艾特肯盆地，这是我国第四次成功实施的月面软着陆任务，也是第五次成功实施的地外天体登陆任务。在此次任务中，激光雷达技术再次发挥了关键作用，确保了探测器在复杂地形下的精准着陆。

激光雷达（LiDAR）是一种利用激光脉冲进行距离测量的技术。在航天器着陆过程中，激光雷达通过发射激光脉冲，测量与目标之间的距离和速度，实现高精度的地形建模和障碍物识别。这种技术能够在复杂环境中实时识别障碍物，增强飞行安全，特别是在GPS信号弱或不可用的情况下，依然保持高精度的定位能力。

嫦娥六号的着陆过程堪称一场科技盛宴。在距离月面约100米的高度，探测器进入悬停阶段。此时，激光三维成像敏感器和激光测距仪协同作业，对月面区域进行高精度三维成像。通过专门设计的算法，系统对成像数据进行网格化处理，进行第二次着陆点遴选，最终确定安全落点。

在避障段，当探测器下降至距离月面约30米高度时，机动避障任务结束，探测器已经精确地来到了着陆点上空。此时，水平速度为零，下降速度对比前一个阶段还要略高一点。这是考虑到如果下降速度过慢，探测器自身的漂移积累误差就会加大，就可能与安全着陆点失之交臂，落在平整月面还好，如果落在坑里或者岩石上就不妙了，还有就是，降落时间过长，推进剂的消耗量会更多，不利于安全落月。因此，为了更快且精准地降落至目标着陆点，速度就要快一些。

在国际上，激光雷达技术同样在航天领域发挥着重要作用。2024年2月，直觉机器公司的Nova-C着陆器在月球南极地区成功软着陆，这是首次无人商业登月任务。着陆器携带了NASA的导航多普勒激光雷达（NDL），该系统通过三台光学望远镜发射激光脉冲，在下降和着陆过程中高精度地测量速度、方向和高度。

尽管激光雷达技术在航天器着陆中展现出巨大优势，但仍面临诸多挑战。例如，在极端环境和复杂地形下，如何确保测距数据的准确性是一个重要课题。此外，如何在保证精度的同时降低能耗，也是未来研究的方向。

随着技术的不断进步，激光雷达将在未来的深空探测任务中扮演更加重要的角色。它不仅能够帮助航天器实现精准着陆，还能够为行星表面的科学研究提供高分辨率的地形数据。作为人类探索宇宙的重要工具，激光雷达技术的发展将为人类开拓太空、建立月球基地乃至火星殖民奠定坚实基础。

激光雷达技术的每一次突破，都是人类探索宇宙征程中的重要里程碑。从月球到火星，从深空探测到星际旅行，这项技术正在为人类开启全新的太空探索时代。