萤火一号火星探测器长火影热控设计及试验验证

根据萤火一号(YH-1)火星探测器面临长期火星阴影环境特点,对探测器的长火影热控设计及深冷试验验证进行了研究.给出了YH-1火星探测器长火影热控自主控制流程,以及各阶段热控方案.改造现有真空环境模拟器,完成了我国第一个实现全包络20 K超低温背景模拟的探测器级真空热试验.长火影试验结果表明:YH-1火星探测器热控设计能满足度过长火影的温度要求,各单机能在出火影后成功唤醒正常工作.     

萤火一号火星探测器推进分系统技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器推进分系统技术进行了研究.给出了分系统组成.选择液氨为工质,分析了工作模式.用贮箱推进剂管理装置解决推进剂晃动;用加排阀集成组件提高分系统的低温密封性能.地面多次试验结果表明:YH-1火星探测器推进分系统能满足探测器要求.     

萤火一号火星探测器总体电路分系统研制

对萤火一号(YH-1)火星探测器总体电路分系统进行了研制.给出了分系统任务功能、组成和主要指标.分析了电缆切割、舱外电缆需经受极端低温环境和剩磁指标严等特点.介绍了中俄电接口、供电接口、巡航段通信接口、分离信号接口设计,舱外电缆超低温适应设计和试验,低频电缆的剩磁控制设计,以及接地设计.试验结果表明:设计符合要求,为后续深空探测积累了经验.     

萤火一号火星探测器综合电子分系统方案

对萤火一号(YH-1)火星探测器的小型化、集中式综合电子分系统方案设计进行了研究.介绍了双CPU单总线体系结构、系统重构设计、系统小型化设计和系统抗单粒子效应设计.给出了综合电子分系统软件功能及其采用的基于软件总线的开放式结构.设计的YH-1火星探测器综合电子分系统在有效实现小型化的同时能保持较高的可靠性,具自主故障诊断和系统重构的能力.     

萤火一号火星探测器电源分系统技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器的电源分系统技术进行了研究.给出了分系统的功能、组成和工作原理.与其他传统电源技术不同,YH-1火星探测器电源分系统针对与俄罗斯福布斯(FGSC)火星探测器间的供电接口进行了适应性设计,并根据火星轨道环境特点,设计了适应长火影恶劣工作环境的自主休眠和自主唤醒等创新技术.地面试验验证了分系统适应性设计的可行性和可靠性,表明设计满足火星探测的任务要求.     

萤火一号火星探测器在轨图像处理技术

为提高信道利用率,对萤火一号(YH-1)火星探测器在轨图像处理技术进行了研究.给出了图像处理单元的图像压缩算法原理,设计了压缩图像数据传输的健壮差错控制方案,介绍了针对图像传输设计的图像预览和点播技术.试验结果表明:图像压缩流有较强抗误码特性.     

萤火一号火星探测器结构分系统设计与试验

对萤火一号(YH-1)火星探测器结构分系统设计与试验进行了研究.为满足轻型化、高刚度和低剩磁等要求,结构分系统采用复合板式箱体结构,使用镁、铝等轻合金和非磁性材料,对关键连接点进行合理设计以提高连接刚度,对承力框架进行拓扑优化设计以减小质量.力学分析和试验结果表明:YH-1火星探测器结构分系统设计正确,结构可靠,满足中俄双方约定的技术要求.     

萤火一号火星探测器测控数传一体化设计

对萤火一号(YH-1)火星探测器测控数传分系统的测控数传一体化设计进行了研究.介绍了分系统的作用与功能、上下行射频通道和各单机设计方案,以及性能指标.给出了甚长基线干涉(VLBI)信标测试试验、中俄测控对接试验、射频测试试验的结果.给出了分系统设计中采用的小型化集成化、高灵敏度接收及高集成度发射技术.设计的测控数传分系统可满足距离4亿千米通信的需求.     

萤火一号火星探测器研制经验总结

介绍了萤火一号(YH-1)火星探测器的总体设计和型号特点.总结了深冷环境适应性、活动部件及电子器件的休眠-唤醒、自主控制、深空测控、整器磁清洁控制等五项关键技术的攻关,以及型号研制中主要阶段的工作.提炼了积极鼓励技术创新,重视关键技术攻克;科学调度,管理创新,确保后墙不倒;优化技术流程,确保标准不降,程序不减;重视人才培养,稳定型号研制队伍;严格过程控制,质量管理高标准;加强组团管理;友好协商,对俄合作为国争光;严肃在俄纪律,与国内保持密切联系等研制管理经验,可为我国后续自主火星探测研制提供借鉴作用.     

萤火一号火星探测器离子分析器设计和仿真技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器离子分析器设计和仿真技术进行了研究.离子分析器采用球带形静电分析器配合“喇叭口”式入射偏转系统的方案.建立了仿真模型并仿真计算了静电分析器因子、能量分辨率和探测视场等参数.仿真结果表明:离子分析器的性能指标优于探测指标,具有2π的探测视场.     

萤火一号火星探测器姿态控制分系统设计

对萤火一号(YH-1)火星探测器姿态控制分系统设计进行了研究.介绍了分系统的特点与组成、控制模式,设计了基于四元数的反馈控制律.采用的绕空间任意欧拉轴机动的控制方案可实现4π空间内的机动,且有较高的自主性,以确保探测器在轨运行的安全.地面模拟飞行试验验证了器上自主控制等措施.     

萤火一号火星探测器有效载荷分系统设计

对萤火一号(YH-1)火星探测器有效载荷分系统设计进行了研究.根据YH-1科学探测任务、约束条件和特点,确定了探测器有效载荷配置为等离子体包、磁强计、掩星接收机和光学成像仪.各有效载荷采取单一工作模式,以简化控制.介绍了各有效载荷的控制和数据处理方式,以及有效载荷分系统的巡航段自检、火星空间环境探测、星星掩星实验、拍照、星地掩星实验等工作模式.对有效载荷的数据量进行了分析和设计.分析表明:YH 1火星探测器有效载荷的配置和设计能满足科学探测任务的需要,且具协调性、可操作性和资源利用充分性.     

荧火一号火星探测器姿控平台验证演示技术

设计了一种基于STK轨道动力学的萤火一号(YH-1)火星探测器姿控仿真平台.介绍了平台的组成和信息交互、STK场景建模及接口设计.平台结合火星环境和探测器轨道特点,利用STK轨道计算功能,实时输出探测器环火轨道参数至动力学计算机,并接收动力学软件产生的探测器姿态信息,以此为基础进行姿控分系统半物理仿真试验及整器闭环试验,在STK动态场景中对探测器各姿控模式进行验证及演示.     

萤火一号火星探测器综合电子软件自主管理设计

对萤火一号(YH-1)火星探测器综合电子软件自主管理设计进行了研究.给出了基于事件的工作模式转换和五层软件框架设计.基于对自主安全性需求的分析,设计了能源危机实时处理;巡航段禁止综合电子执行发射机开机指令;巡航段禁止火工品起爆指令执行;巡航段禁止无效注数执行;确保星星分离状态确认正确;确保执行对重要指令冗余设计;确保CPU板和功能板电源同组;自主判别长火影提前升温,确保平安渡过火影;对日充电满36h无条件执行平台自主信标模式等自主安全性措施,确保探测器在遇到不安全事件时能顺利识别并自主处理.     

萤火一号火星探测器有效载荷数据管理分系统设计与实现

对萤火一号(YH-1)火星探测器有效载荷数据管理分系统的设计与实现进行了研究.为满足探测器轻小型化的要求,分系统对所有载荷进行集中供配电及数据采集、处理、存储和传输,同时为测控数传分系统提供遥测和供配电,配合综合电子分系统,实现对火星探测器的控制.测试结果表明分系统集成度高,处理能力强、抗辐照能力强和可靠性高.