Contents
xvii
7.5.2
Powered Descent Trajectory Design . . . . . . . . . . . . . . . 246
7.5.3
Navigation Method for Powered Descent Phase . . . . . 248
7.5.4
Guidance Law Design of Powered Descent
Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
7.5.5
Hazard Detection and Safe Landing Area
Selection Method [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
7.5.6
Attitude Control Method for Powered Descent
Process [10] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
7.6
Testing and Verification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
7.6.1
Key Navigation Sensors Calibration . . . . . . . . . . . . . . . 258
7.6.2
GNC Subsystem Flight Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
7.6.3
Hardware-in-the-Loop Test [11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
7.7
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
8 Propulsion Technology of Lunar Lander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
8.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
8.2
Development Status [2, 3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
8.3
Design Constraints and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
8.3.1
Configurational Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
8.3.2
Functional Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
8.3.3
Technical Specification Requirements [4] . . . . . . . . . . 275
8.3.4
Flight Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
8.3.5
Long-Term Storage Environment on Lunar
Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
8.4
Propulsion Subsystem Design [5–7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
8.4.1
Fundamental Design Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
8.4.2
Determination of Major Specifications
of Propulsion Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
8.4.3
Design of Propellant Feed System [4] . . . . . . . . . . . . . 285
8.4.4
Electronics Design of Propulsion Subsystem . . . . . . . . 288
8.4.5
AIT Design of Propulsion Subsystem . . . . . . . . . . . . . . 288
8.4.6
Major Components Design for Propulsion
Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
8.4.7
Ground Test and Propellant Filling
of Propulsion Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
8.5
Testing and Verification of Propulsion Subsystem . . . . . . . . . . . . 294
8.5.1
Subsystem Ground Hot Firing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
8.5.2
Throttling Engine Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
8.5.3
Propellant Tank Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
8.5.4
Long-Term Pressure-Bearing Storage Test
of Gas Tank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
8.5.5
Propellant Filling Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
8.6
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302