国内外航天动态

正国内动态祝融号火星车完成既定探测任务8月15日,祝融号火星车已在火星表面运行90个火星日(约92个地球日),累计行驶889米,所有科学载荷开机探测,共获取约10GB原始数据,祝融号火星车圆满完成既定巡视探测任务。此时,火星车状态良好、步履稳健、能源充足,后续将继续向乌托邦平原南部的古海陆交界地带行驶,实施拓展任务。     

中国首次火星探测工程有效载荷总体设计

简要介绍了中国首次火星探测工程的科学目标与有效载荷的配置,有效载荷分系统的总体技术方案,包括有效载荷供配电、遥测遥控、科学数据处理、在轨自主运控,以及有效载荷分系统在轨基本工作流程安排。针对火星环绕器有效载荷功能复杂、安装位置分散等特点,配置了独立的载荷控制器设备,通过总线网络将有效载荷分系统组成有机整体,实现与环绕器平台的统一电接口。针对火星车有效载荷在重量、体积、能源等方面的严格限制,通过最大限度地将各有效载荷主控电子学控制单元集成于一台载荷控制器设备中,实现了对有效载荷的集中控制和管理。     

“祝融号”火星车反射面天线设计

针对“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车的探测通信任务需求，提出了一种X频段轻小型宽频圆极化反射面天线。该反射面天线采用了新型一体化紧凑馈源技术，实现馈源长度和口径减小20%的同时提高了反射面天线的口径效率，抵挡了火星的尘埃影响。经过对馈源进行的仿真优化，最终实测结果表明，该天线在7.1～8.4GHz内口径效率可达62.3%,在深空探测的工作频带范围内具有较好的增益、驻波和圆极化特性，该天线已成功应用于“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车。     

火星摄影师 ——祝融号火星车巡视探测拍摄纪实

正1引言天问一号火星探测任务的工程目标已经圆满实现,祝融号火星车正在这颗红色星球的表面开展巡视探测,已经传回大量图片和其他科学探测数据。利用火星车拍摄的图片,既可以开展火星表面地形地貌研究,也可以用于确定火星车探测的目标,规划火星车行驶的路线,还可以为工程留下重要的图片、视频资料。为了精心设计拍摄这些图片时的构图,以及选择相机的曝光参数,火星车的地面操作控制人员被培养成了火星摄影师。     

中国首次火星探测任务科学目标与有效载荷配置

中国首次火星探测任务将于2020年实施,科学目标和有效载荷配置是工程任务的重要顶层设计之一。简要回顾了国外已实施火星探测任务的主要科学目标,介绍了我国首次火星探测任务科学目标、有效载荷配置,分析了科学目标的创新性和特色。     

面向深空探测应用的集成一体化载荷数管技术

深空探测对探测器有效载荷电子学及数管的轻小型化和自主能力提出了更高要求.将各载荷电子学与传统的载荷数管集成一体化设计，构建新型高度集成的载荷数管体系结构，可以实现资源集约利用，提高信息融合能力，利于实施自主管理.本文介绍了嫦娥系列探测器载荷电子学及数管设计的现状；提出两种新型一体化载荷数管体系结构，其中第一种低成本集成化方案已应用在中国首次火星探测任务中；通过对未来深空探测载荷数管的技术需求进行分析，对载荷数管发展趋势进行了展望.      

关于2030年前火星采样返回科学任务的展望

火星采样返回对于认知类地行星起源和生命宜居性、奠定未来载人登火基础具有重大意义，是下一代火星探测任务的重点目标。目前美、日、中均已公布火星采样返回任务的计划或相关设想。美国火星采样返回任务预计时间跨度逾10年，将与欧洲空间局合作研制发射样品返回着陆器、样品收集火星车和返回地球轨道器等，将毅力号火星车采集的样品带回地球。日本计划开展火卫一采样返回任务。分析国际采样返回任务方案，有助于中国火星任务的科学目标凝练和工程方案设计。      

萤火一号火星探测计划的科学目标

与其他行星相比火星是与地球最为相似, 也是最有可能在其上发现地球以外生命现象的一颗行星, 因此特别受到人类的关注. 近年来, 有国家已经发射了火星探测器, 并启动了载人火星探测研究计划. 中国是世界上第五个具备自主发射人造卫星的国家, 也是世界上第三个具备自主开展载人航天活动的国家. 但是中国在深空探测领域才刚刚起步. 2007年中俄两国签署了联合探测火星计划, 俄罗斯负责将中国研制的一颗微小卫星------萤火一号发送至火星轨道. 萤火一号将开展自主探测, 并与俄罗斯的火卫一探测器开展联合探测. 本文综述了萤火一号任务提出的科学背景及科学目标, 简要介绍了为实现科学目标配置的有效载荷, 以及入轨后的主要探测任务, 并对其科学探测结果进行了初步的展望.      

未来行星表面漫游车自主导航技术研究

随着深空探测的距离越来越远,测控资源及能源的约束使得目前的行星表面漫游车采用遥操作加部分自主移动的在轨任务操作方式,越来越不适应未来科学探测的需求,而未来的深空探测任务对漫游车控制系统提出了更快、更轻、更智能的要求.对目前月球与火星表面漫游车自主导航控制系统的结构、能力进行了对比分析,给出了目前控制系统自主能力的约束条件,提出了未来行星表面漫游车的自主导航控制系统的体系结构及设计期望,并对未来行星表面漫游车自主等级进行了初步划分,为我国未来行星表面漫游车自主导航控制系统的研究提供技术支撑与发展规划指导.     

一种火星多模式组合探测任务设想

针对火星探测科学发现及任务创新需求,探索更先进的探测模式,提出了一种火星多模式组合探测任务设想。该任务设想的特点在于结合了轨道环绕、表面着陆、多点穿透和浮空探测,获取立体多层多源信息,一次任务实现深度科学探测。对火星开展多模式组合探测,不仅会开拓更加具有优势的火星探测新方式,发展新的探测能力和技术,也会加深对火星的全面了解,提高探测活动的综合效果。多模式探测设想不仅适用于火星,对金星、土星等地外天体探测也有很好的支撑作用。     

天问一号进入下降着陆过程GNC关键技术

正1引言我国首次火星探测任务天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器(包括进入舱和祝融号火星车)组成,通过一次任务实现了火星环绕、着陆和巡视三大目标[1]。天问一号探测器于2020年7月23日成功发射,2021年2月10日进入火星环绕轨道,2021年5月15日7时18分,着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选区,标志着我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。     

中国首次火星探测任务有效载荷地面综合测试系统设计

介绍了中国首次火星探测任务有效载荷分系统的试验矩阵,以及地面综合测试系统的技术要求。面向2个探测器、5种场景的测试任务需求,设计由接口适配、业务处理、数据管理组成的3层统一架构,实现了不同场景下测试系统的功能和外部接口适配;根据星上科学数据处理与传输机制,设计地面科学数据处理流程,满足了13类载荷科学数据判读需求;针对单星1 900维工程遥测、400条数据注入指令的高维特性,设计基于规则的数据判读软件,实现了载荷遥测数据及数据注入指令的自动化判读。任务执行结果表明该系统满足不同试验模式下有效载荷测试任务的需求,有效保障了载荷测试任务的顺利实施。     

火星车自主功能方案设计

正1引言2020年7月23日,我国首次火星探测任务天问一号实施。火星探测一直是深空探测的重要组成部分。地火之间距离遥远,火星车工作时,状态信息传到地面需要15～20分钟,地面的控制指令传送到火星车又需要相同的时间,所以完全由地面工程师管控火星车,不可能很及时。为了解决这些矛盾,火星车必须     

祝融号火星车重要数据保护设计与实现

由于火星表面测控支持受限，祝融号火星车需要自主实现可靠生存、高效探测，而重要数据保护是这种自主能力的必要条件。由于能源约束，火星车内仅有少量设备处于长期工作状态，无法沿用基于器内信息网络的分布式重要数据保护方案。为解决这一问题，设计了一种分布式与集中式相结合的重要数据保护架构。由系统管理单元(system management unit, SMU)集中保存重要数据，并在其他设备加电时为其提供分布式重要数据服务。针对SMU复位、切机后的时间恢复需要，提出了一种基于多重备份的器上时间保护方法，低消耗、高可靠地实现了器上时间保护。为了在有限空间内保护更多延时指令，提出了一种专用存储区与公用存储区相结合的重要数据保护方法，有效提升了存储空间利用率。上述重要数据保护方案在火面测控、能源双重约束下为祝融号火星车提供了可靠的业务连续性保障，可为后续深空探测器的设计提供参考。     

中国首次火星探测任务地面应用系统

中国首次火星探测任务(HX-1)计划2020年通过一次发射实现火星环绕和着陆巡视,对火星开展全球性、综合性的环绕探测,在火星表面开展区域巡视探测。地面应用系统是首次火星探测任务工程五大系统之一,主要负责科学探测计划制定,有效载荷运行管理,探测数据的接收、处理、解译和管理,组织开展科学数据的应用和研究等任务。在分析国外类似系统和火星探测地面应用系统的特点和难点基础上,从系统的主要任务和技术指标出发,介绍了系统总体布局、分系统主要功能、组成和设计。     

星载有效载荷自主探测管理方案设计与实现

星载有效载荷在轨探测时需要在多种模式之间不断进行切换, 以便获得探测器 的最优工作状态. 每种模式切换时需要对有效载荷28个电子学前端电路、中子 采集与处理电路、触发单元电路、高压供电机箱及载荷数管进行多种工作状态 参数的配置. 为有效开展有效载荷探测工作, 提高有效载荷探测模式转换的灵 活性及降低模式切换时参数配置的复杂度, 对星载有效载荷在轨自主探测管理 技术进行研究, 并对探测器有效载荷的工作模式进行分析, 给出由地面规划 专家和星上自主探测执行机构相结合的基于事件驱动的有效载荷自主探测方案 设计和软件实现情况, 同时对自主探测中的可靠性措施进行了分析, 实现探测 器全天候、全时段、灵巧探测的功能, 并减少了对地面遥控注入的依赖.      

拟议中的美俄火星探测计划

美国航宇局（ＮＡＳＡ）、俄罗斯航天局（ＲＳＡ）和一个国际合作伙伴小组正在研究本世纪最后几年中的无人火星探测任务。１．俄罗斯牵头的任务ａ．火星一９６·运载器：俄质子号火箭。·有效载荷：一个轨道器、两个小型着陆站、两台尖钉形的穿入器，用以进行火星表面下的测量。·计划安排：该任务原定于１９９４年实施，现改为１９９６年。ｂ．火星一９８·运载器：俄闪电号火箭。·有效载荷：待定。可供选择的对象为一个轨道器、一个俄罗斯的“火星车”巡视器和法国制造的大气气球系统。·计划安排：该任务原定于１９９６年实施，现推迟到…     

“好奇”号的科学成就

<正>2014年6月24日,美国航宇局发布消息,宣布"好奇"号火星车探测器完成了第一个火星年(687个地球日)的探测任务,为此"好奇"号特意进行了自拍留念以示庆祝。"好奇"号造价25亿美元、质量超过900千克,携带了大量先进探测设备,是人类发射的质量最大、技术最先进也是最昂贵的火星车。"好奇"号是美国航宇局的旗舰探索项目,它具体由喷气推进实验室负责研制和管理。喷气推进实验室为"好     

基于多源影像的"祝融号"火星车高精度定位

2021年5月15日,中国"祝融号"火星车成功登陆火星乌托邦平原南部,首次独立在一次任务中成功实现"绕、落、巡"的探测目标.火星车高精度定位对于火星任务的顺利实施和后续科学研究都至关重要,如火星车路径规划和规避危险区域.详细介绍了基于多源影像的"祝融号"火星车定位方法,采用由粗至精的策略实现了着陆点在轨道器高分影像的精...     

国外地外天体漫游车发展状况研究

□□美国东部时间2012年8月6日凌晨01:32(北京时间2012年8月6日13:32),美国“火星科学实验室”(MSL)所携带的好奇号(Curiosity)火星车以独特的方式在火星表面着陆,在全球产生了巨大的影响.随着深空探测任务的开展,月球漫游车(Lunar roving vehicle,简称月球车)和火星漫游车(Mars roving vehicle,简称火星车)技术发展迅速,全球出现了大量新颖的月球车和火星车构想.常言道,温故而知新,所以在此,首先回顾了20世纪60年代以来国外发射的月球车和火星车,并对国外月球车和火星车技术的发展情况进行了分析,然后对其研制发展方向进行了总结与分析