火星探测任务对环境模拟技术的需求展望

火星探测是深空探测的重点领域,任务特点决定了火星探测器发射前必须在地面进行各种验证试验。随着火星探测任务的持续深入开展将对环境模拟技术提出新的需求。文章在回顾了人类火星探测的历程之后,展望了未来火星探测任务的可能形式,分析了各种环境的地面模拟方法、试验技术所遇到的新挑战,并给出了建议。     

火星及其环境

火星环境类似于地球,而探索其生命存在是重大的科学任务。在火星探测中,对火星及其环境的了解与研究是重要的任务目标,事关探测任务的成功实施。文章对国外火星探测已发布的成果进行收集和整理,其中包含大量的相关数据。这些知识和数据是火星探测任务设计的输入条件,可为我国火星探测计划的制定提供参考依据。     

远征火星中国火箭准备好了

时下,“探火”是一个非常热门的话题。前不久,印度PSLV-XL火箭发射的“曼加里安”火星轨道探测器顺利进入火星椭圆轨道一事,引起了世界各国的广泛关注。根据深空探测发展路线图,我国在加紧实施月球探测任务的同时,即将踏上全面探索深空奥秘的历史征程,包括火星在内的多个深空探测任务将逐步推进。随着我国探月工程的圆满实施,中国运载火箭研究院研制的运载火箭已经具备了深空探测能力,能够执行火星探测任务。     

美国发射首颗火星土壤内部探测器及对我国开展火星探测任务的启示及建议

正美国东部时间2018年5月5日7时05分,在美国西海岸的范登堡空军基地,"宇宙神"5运载火箭将"洞察"火星着陆器发射升空。"洞察"火星着陆器全称为"采用地震研究、测地学和传热学的火星内部探测器"(InSight),隶属于"发现计划"的第12次任务。"洞察"火星着陆器充分继承了"凤凰"火星极区着陆器的技术,是人类火星探测史上首次探测火星土壤内部的探测任务,也是首次采用火星立方星在进入、     

阿联酋公布首次火星探测任务方案

<正>2015年5月6日,阿拉伯联合酋长国(UAE)公布了阿拉伯世界的首个深空探测任务方案——阿联酋火星任务方案,这是继2014年7月16日阿联酋宣布启动火星探测计划之后的又一重要进展。该方案介绍了阿联酋火星任务的科学目标、探测器构型、任务飞行轨迹和任务团队等内容。一、科学目标阿联酋火星任务将通过研制、发射和运行"希望号"火星轨道器探究火星大气随昼夜和季节变换而发生的动力学     

美航宇局新的火星探测计划

美航宇局新的火星探测计划１９９６年美国航宇局将进入火星探测的一个新纪元。这一年麦道公司的德尔它２运载火箭将发射火星探路者，以闯出通往这颗红色星球的一条新路。此后，美国航宇局计划每隔２６个月进行一次火星探测任务，并可能最终在２００５年将火星尘埃的样品送...     

美制订今后15年火星探索计划

美国航宇局专家10月26日宣布，该局将在今后15年内执行6次重要的不载人火星探测任务，但他们拒绝推测何时会派人飞往这颗红色的星球。根据这项新制订的火星探测计划，从火星表面采集样本并送回地球的探测任务将至少推迟到2011年。天文学家原来曾希望能在2010年就得到火星的土壤样本。 火星是太阳系九大行星中离地球最近的一颗。根据新的计划，美国航宇局今后5年中每年可能将在火星探测方面投入4～4.5亿美元。即将发往火星的探测器中既有围绕火星运行的轨道探测器，也有在火星表面上着陆的着陆型探测器，并包括可在火星表面上远距离行驶的漫…     

欧俄合作“火星生物学”计划成功迈出第一步

正导读:2016年3月15日,欧空局与俄罗斯航天局利用"质子号"火箭,成功发射了联合研制的"火星生物学2016"探测器。探测器将于10月中旬到达火星。这是欧俄按"两步走"策略实施"火星生物学"计划的第一步,有望解答国际上当前最突出的"火星生命"科学问题。欧洲希望借此掌握火星探测核心技术,取得多项创新成果;俄罗斯则将在"火星生物学2018"任务时首次实现火星着陆和原位探测,取得火星探测技术的重要突破。本文介绍了"火星生物学"计划的基本情况,简要介绍了两次任务的探测器平台、有效载荷等内容。     

核热推进载人火星探测方案设计

针对载人火星探测任务，结合我国现有技术基础，提出我国载人火星探测方案，重点研究载人火星探测任务推进系统的设计。首先，综合考虑载人深空探测任务的约束，采用Pork-Chop图设计了适用于不同任务场景的转移轨迹；然后，参考我国空间站技术，基于核热推进系统设计了我国载人火星探测任务的飞船；最后，对核热推进系统的发动机台数和推力进行了优化，得到了适用于不同任务场景的最优推进系统组合方案。本文所研究内容为我国未来载人火星探测任务提供了有益参考。     

火星着陆自主导航与制导控制研究进展及趋势

正火星探测为人类了解宇宙演化规律、生命起源提供了宝贵平台。火星着陆过程一般包括进入、下降、着陆3个阶段,需要探测器在7min左右穿过火星大气层、打开降落伞与反推发动机,将下降速度迅速减至0。该过程历时短、速度快、机动程序复杂,常被称为"恐怖7min",是火星探测任务最为惊险的一环。采用先进的自主导航与制导控制技术是实现火星表面安全精确着陆的关键。本文结合对往火星探测任务,对着陆过程中导航与制导控制系统面临的主要技术难题进行分析,并分别对火星着陆进入点与着陆点的选取,自主导航、制导与控制技术的研究现状进行总结回顾。最后,面向未来火星探测任务需求,对自主着陆技术的发展趋势进行展望。     

ExoMars 2016火星探测计划进入、减速、着陆的验证任务分析

对欧洲航天局(ESA)火星探测的ExoMars 2016计划进行了概述,着重分析了进入、减速、着陆验证任务的关键环节,详细分析了进入、减速、着陆验证的任务组成、任务目标、任务规划以及相关关键技术等。结合我国火星探测目前的技术状态,需要针对进入、减速、着陆各关键技术进行合理的规划,并适时开展相关的试验验证。首先完成整个火星探测进入、减速、着陆平台的验证与研制,再进一步开展深入的火星探测科学任务研究。文章所述内容和分析可为我国下一步开展火星等深空探测任务提供参考。     

载人火星探测任务构架及其航天运输系统研究

正随着人类社会和深空探测技术的不断发展,火星探测变得越来越有吸引力。从1960年苏联发射世界上第一个无人火星探测器至今,人类已发射无人火星探测器47次,对火星进行了详细的考察。载人火星探测在探索地外生命、星际移民、推动科技发展、提升国家地位和促进人类社会进步等方面具有重要意义。航天运输系统技术是载人火星探测任务实施的基础技术,其技术水平对载人火星探测任务的风险、复杂度和成本具有重要影响,有必要开展载人火星探测航天运输系统技术研究。     

“凤凰”探测器延寿

美国航空航天局火星探测计划首席科学家迈耶7月31日称,该局正在把“凤凰”火星探测器的探测任务延长到9月底,并认为迄今为止此次任务“非常成功”。他说,这次探测任务已实现了其最低目标,“圆满成功”指日可待。由于电力尚很充裕,探测器将继续工作,直到9月30日。按原定计划,本次探测的主任务持续时间为3个月,到8月底结束。“凤凰”于5月25日在火星北极附近着陆,随后便开始在火星表面上开挖沟槽,因此露出了一种白色物质。科学家们6月份证实,     

一种三元结构的火星采样返回任务方案分析

介绍了目前国外提出的一种三元结构的火星采样返回任务方案,整个方案分3次发射,分别发射漫游车、着陆器和轨道器,每次发射间隔为4年,最终目的是将火星样品带回地球。该方案的优势在于,通过3次发射分别完成漫游车巡视勘察、着陆器现场探测、轨道器数据中继和在轨探测,最终综合完成火星采样返回,能够极大地缓解项目进度和资金压力,充分利用每次发射窗口分步骤完成探测任务。文章重点对方案涉及的关键技术进行了分析,包括样品获取与封装、行星保护、精准着陆、漫游车的危险规避能力和移动性、火星上升器、交会与样品捕获、地球再入器技术等;对方案的前景和优势进行了探讨,并给出几点启示,如精准着陆或成为今后行星探测着陆方式的新趋势,火星采样返回任务将是人类火星探测的里程碑,今后的深空探测任务趋向国际合作模式等。     

日本火星卫星探测(MMX)任务及其有效载荷

正2018年10月30日,据亚洲航天技术网报道,JAXA公布火星卫星探测(MMX)任务将要携带的科学仪器。MMX任务将聚焦于火星的卫星。探测器本身将对两颗卫星进行近距离遥感探测和原位探测,并将利用法国航天局(CNES)和德国航天局(DLR)开发的巡视器从其中一颗卫星上采集样品带回地球。MMX的细节还没有公布,但除了在火星巡视器上与欧洲合作外,NASA也已经选定了一种仪器搭载在     

工程光学监测技术在火星探测中的应用

在深空探测活动中,利用工程光学监测技术可以对探测器的工程状态进行直观、有效地监测,辅助地面系统确认探测器状态。利用监测相机对地球、月球、火星、小行星等天体进行成像,可有效提升公众对任务的认知度和参与度。结合国际深空探测任务,文章对"火星快车"、"好奇号"等火星探测活动中的工程监测任务及相机进行了分析,并对以"嫦娥二号"卫星为代表的中国深空探测活动中的工程监测子系统进行了探讨。围绕中国首次火星探测任务,进行工程监测任务设计,利用固定安装式、可分离式两种监测相机实现各监测任务,并对监测效果进行分析。文章的工作可应用于中国首次火星探测任务。     

火星进入段自主导航技术研究现状与展望

基于国际上成功着陆的火星探测任务和未来火星着陆探测技术的发展需求,阐述了火星进入段自主导航的必要性。首先总结了火星进入段自主导航技术的研究现状与发展趋势,随后分析了火星进入段自主导航的特点以及所面临的挑战,并概括了火星进入段自主导航所涉及的关键技术。最后对我国未来火星探测任务进入段的自主导航技术发展方向进行了展望。     

轻质化高性能中室压推进系统助力天问一号实现首次火星探测任务

正天问一号首次火星探测任务通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项工作目标,开展火星全球性、综合性的环绕探测,以及在火星表面开展区域性的巡视探测。这是一次中国航天史上深空探测的重要里程碑。本次任务的火星探测器系统由环绕探测器和着陆巡视器组成。环绕探测器只在火星的轨道上飞行,相当于火星的卫星。着陆巡视器则真正进入到火星的大气层,并在火星表面着陆。中室压推进系统是着陆巡视器的动力减速装置(图1)。     

火星环境对着陆探测任务的影响及设计考虑

火星着陆探测任务环节多、复杂度高、环境不确定性大,历史成功率低于50%。日前我国首次自主火星探测任务“天问一号”已取得圆满成功,在世界上首次一步实现“绕、落、巡”的火星探测。文章对火星着陆探测任务中考虑的火星环境要素及其量化条件的确定过程进行阐述,包括:探测器系统对环境条件的需求,基于此对火星空间环境、大气环境、表面环境各个要素的梳理分析,重点针对影响探测器进入、下降和着陆过程的环境条件进行量化,并确定偏差范围。实践证明以上设计为火星探测器着陆过程的控制和开伞等关键任务环节提供了重要的输入和约束,也为整个任务的圆满成功提供了有力保障。     

国外火星着陆探测任务失败的启示

<正>火星是自然环境最接近地球的行星,被认为是最适合人类移民的星球,也一直是世界各国和组织实施深空探测活动的重点。1957年第一颗人造地球卫星成功发射后3年,美国和苏联即开启了火星探测活动,并且自1962年苏联尝试首次火星着陆探测失败以来,世界航天强国共实施了18次着陆探测任务,完全成功仅7次。尽管成功率不到39%,未来各航天大国仍将火星着陆探测列入发展规划,我国也正在开展火星探测工程规划论证工作。以此为背景,研究国