火星车坡道式转移机构方案设计与分析

针对火星车从一定高度的着陆平台转移至火星表面的需求,考虑转移机构对不同地形强适应性及火星探测器内部布局空间狭小的特点,提出一种双向可选展开的坡道式转移机构。该机构收拢布局设计适用于火星探测器气动外形,具有结构组成简单、可靠性高、对地形适应性好等优点。简化火星车着陆地形与转移机构,建立着陆地形因素、转移机构几何参数与转移姿态的数学模型。考虑地形角及局部地貌的影响,对坡道长度需求进行分析,得到满足火星车转移姿态要求下的最小坡道长度。该设计及分析可为火星着陆巡视任务中的转移机构设计提供参考。     

火星大气对降落伞充气性能影响的初步探讨

探测火星一直是人类深空探测的热点之一,火星上因存在大气层。降落伞一直是确保火星探测器安全着陆于火星表面的一种重要的气动减速装置。然而,由于火星上大气密度非常稀薄,因此掌握降落伞在火星大气环境下的充气性能是火星探测器着陆系统工程设计中的关键,同时也是火星探测器减速着陆系统工作性能评定的理论分析模型或数值仿真系统中必须要解决的一个问题。文章通过降落伞轴向-径向动量守恒充气模型,研究了大气密度对降落伞充气性能的影响,得到了大气密度对降落伞充气时间、充气距离、充气过程中伞衣面积变化的影响规律。研究结果表明,目前有关降落伞充气性能的一些经验关系式对于火星这种稀薄大气环境已不再适用;在火星稀薄的大气环境下,降落伞的充气时间、充气距离随大气密度的减小将急剧增大;伞衣阻力面积为充气过程中时间的4次多项式关系。该成果对于火星探测器减速着陆系统的工程设计、试验及性能评估等均具有较好的参考价值。     

行星自动探测器热工况制定的方法及其热真空试验

论述了 Lavochkin 科学制造公司完成的火星、月球、维加探测器热工况制定的基本方法,该公司是金星4-16号、火星2-7号、月球15-24号、登月车1-2号、维加1-2号及其它一些航天器的主要设计者。在模拟进入火星大气、金星大气云层和到达金星表面的环境时,为制定自动探测器热工况,需要考虑许多复杂的方式。     

仿尺蠖型火星车设计与验证

针对传统被动悬架式火星车在火星复杂地形运动中可能存在的问题，设计了仿尺蠖型火星车，包括沉陷脱困设计、爬坡设计、防托底设计和抬轮设计；识别了仿尺蠖型火星车移动系统的关键参数，计算得到不同火星车抬升高度的关键参数值和一个尺蠖运动周期的位移值；计算结果表明仿尺蠖型火星车可以解决被动悬架式火星车的上述问题。对所设计的仿尺蠖型火星车开展了地面试验和飞行试验验证，地面试验验证了车轮沉陷脱困能力、越障能力和爬坡能力；作为仿尺蠖型火星车应用的实例，“祝融号”火星车成功经历了飞行试验，它在火星表面的顺利运行表明仿尺蠖型火星车设计措施有效。     

火星移动智能体技术探讨

在火星表面巡视探测任务中,环境的复杂性、火地之间遥远的距离和探测器的安全性要求,决定了火星车必须具有较强的自主能力,自主实现环境感知、路径规划、科学探测、故障诊断等功能。移动智能体技术的发展和应用,为上述功能的更好实现提供了可能。文章通过对火星车自主能力的发展历程进行调研,结合当前我国巡视器技术的发展状况,从任务规划、能源管理、热控管理、通信管理等方面对火星移动智能体技术的应用需求进行了分析,提出了一种采用三层递阶式体系结构的解决方案框架,可为火星乃至其他地外天体移动智能体的技术实现提供参考。     

火星探测器全任务期空间环境特征与防护要点

火星探测器任务期间依次经历近地环境、行星际环境和火星环境。文章分析了火星探测器从地球发射、地-火转移、火星环绕、直至着陆火星表面并进行巡视探测的任务全过程中的空间环境特征,并对比了火星探测器与地球卫星等面临的空间环境差异;结合火星探测器的任务特点,分析了探测器在不同任务阶段经历的电离总剂量、单粒子、内带电、太阳辐射、真空、火星大气与火星尘等空间环境剖面,提出了火星探测器的空间环境防护设计要点。     

火星-地球通信链路预算方法研究

给出火星探测器与地球之间通信链路的预算方法,研究火星大气损耗、太阳闪烁损耗、地球大气吸收损耗、降雨损耗及热体噪声的计算模型,最后给出火星-地球通信链路预算实例,为火星-地球通信链路设计提供参考。     

开伞攻角对火星探测器舱伞系统运动特性的影响分析

火星探测器降落伞开伞前进入舱攻角(开伞攻角)会对舱伞系统的运动特性产生怎样的影响,是火星探测器减速着陆系统设计时必须搞清楚的问题。针对这一问题,文章以"火星探路者"为研究对象,将降落伞和进入舱分别视为6自由度刚体,建立了降落伞-进入舱以及中间弹性约束的两体12自由度动力学模型,研究了开伞攻角对火星探测器舱伞系统运动特性的影响。研究结果表明,开伞攻角越大,进入舱下降得越慢,开伞攻角对进入舱速度的影响主要体现在开伞后的前30s内;开伞攻角每增大10°,系统约产生600m的高度损失,开伞攻角的大小会对舱伞系统下降过程中的工作时序产生一定影响;开伞攻角越大,舱伞系统姿态越不稳定,姿态变化越剧烈。研究结论可为中国火星探测器降落伞减速系统的设计提供一定参考。     

火星探测器进入阶段稳定性分析

文章针对＂火星探路者＂,对火星探测器在进入火星大气减速过程中的运动稳定性问题进行了研究,分析了质心位置、进入条件、大气参数等因素对火星探测器运动稳定性的影响。分析结果表明,在马赫数大于1.2时,探测器处于一个比较稳定的状态。     

火星探测越来越红火 美国又发射两辆火星漫游车

在欧洲的“火星快车”和“猎兔犬”2火星探测器由俄罗斯运载火箭送上旅程之后,美国航宇局又分别于6月10日和7月7日在卡纳维拉尔角空军站用德尔它2型运载火箭发射了勇气号和机遇号火星着陆探测器。这两颗探测器同属于“火星探测漫游车”(MER)计划,代号分别为MER-A和MER-B。包括发射、探测器硬件和运行工作在内,两颗探测器总共要耗资约8亿美元。这两次发射都因天气和技术上的问题而推迟。探测器在达到地球逃逸速度后按预定程序同德尔它2火箭的上面级分离。尽管发射取得了成功,但有关人员深知还不到庆功的时候,因为迄今为止人类的30次火星…     

一种半解析方法火星再入探测器一体化设计模型

提出了一种火星再入探测器的半解析法一体化模型,为未来火星探测器的初步设计提供包括弹道、气动参数、防热系统在内的设计依据。在任务初步设计阶段,由于涉及多个学科,火星大气与地球大气模型差异很大,需要考虑的因素很多,因此需要一个半解析的,能够实时进行弹道、气动参数和防热层温度分布计算的设计工具。该工具应该包括气动外形、弹道、防热为一体的设计模型,且能满足计算负担要求。基于此,提出了一种普遍适应的火星探测器外形定义方程,并对其中的一种特殊情况进行了解析公式的推导。在合理假设的前提下,给出了计算防热层内部温度分布的半解析计算公式,并以MER\|B (Mars Exploration Rover)探测器为例进行了弹道和气动受热仿真。计算结果表明,该一体化计算模型的仿真计算落点与实际落点很接近,达到了火星探测器初步设计阶段一体化的计算要求。
     

人类登陆火星是否不再遥远 关注NASA2020火星探索计划

很早之前,NAsA便开始利用无人飞船和火星车进行火星探索,从而加深了人们对火星的理解,同时为未来的载人火星探索奠定了基础,而2020年火星探测器项目也将加入NASA的全面火星探测计划。该计划包括当前在火星轨道运行的“奥德赛”号火星探测卫星和火星勘测轨道飞行器、“机遇”号和“好奇”号火星探测器以及近期被发射到火星上层轨道考察的MAVEN火星探测器等。而此次火星峰会的召开,也表明了人类正慢慢的着手将登陆火星的愿望转化为不再虚无缥缈的计划。     

"火星快车"轨道器简介

“火星快车”选在今年5月底或6月份发射,考虑的是这时火星和地球的相对位置。此时发射可使探测器的飞行路线最短,而这样的机会每26个月才出现一次。探测器脱离地球踏上飞往火星的旅程后,将以相对于地球10800公里/小时的速度进行6个月的行星际巡航飞行。2003年12月抵达火星前5天,它将把“猎兔犬”2弹射出去,由其自己飞向火星表面上的正确着陆场。轨道器则将通过机动进入一条大椭圆轨道,使之能由此进入其近极工作轨道。“火星快车”项目经理鲁迪·施密特称:“这次任务是一项令人激动的挑战。‘火星快车’将先在太空中长时间飞行,然后完成关键…     

火星探测器减速着陆技术特点

针对火星上的稀薄大气环境和火星探测器的着陆要求,对火星探测器减速着陆技术进行了系统的分析,探讨了火星探测器减速着陆系统、气动外形、降落伞和着陆缓冲等相关环节的技术特点,为未来火星探测器减速着陆系统的设计提供参考。     

“长征”五号运载火箭成功发射“天问”一号火星探测器

正2020年7月23日12时41分,"长征"五号运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞。中国迈出行星探测的第一步——奔向火星。这是"长征"五号运载火箭首次执行应用性发射,成功将"天问"一号火星探测器送入预定轨道。"天问"一号火星探测器由着陆巡视器和环绕器组成,着陆巡视器包括进入舱和火星车。在地火转移轨道飞行约7个月后,"天问"一号探测器将到达火星附近,通过"刹车"完成火星捕获,进入环火轨道,并择机开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测。     

YH-1火星探测器设计及研制进展

介绍了中国首颗YH-1火星探测器的任务功能、组成和主要技术指标。给出了探测器设计中的火星探测超低温适应、深空探测自主姿态确定与控制、超远距离通信、休眠唤醒和剩磁控制等关键技术,以及相应的解决途径。试验和验证结果表明：YH-1火星探测器的设计满足火星探测特殊环境的任务要求。其设计和试验技术可直接用于我国其他深空探测项目,为后续深空探测积累了经验。     

火星车转移坡道柔顺性优化设计及动力学分析

对一种抽展式火星车转移坡道开展柔顺性优化设计和动力学分析。首先，分析火星车与存在异面角的坡道的挤压几何原理。然后，设计坡道的间隙机构和限位机构，并计算出机构关键设计参数的最优值，以自适应调整两侧坡道的距离，〖JP2〗减小火星车与坡道护栏之间的相互作用力。最后，对坡道下落过程和火星车在坡道上的行驶过程进行动力学仿真，验证坡道柔顺性优化设计的效果。结果表明：优化后的坡道柔顺性大幅提高，坡道可以自适应调整两侧的距离；使用优化后的坡道，可以有效降低火星车与坡道护栏的作用力，实现火星车在坡道上的安全行驶。     

天问一号火星探测器产品保证工作实践

分析了火星探测器任务环境复杂、软件自主性高、验证任务重、材料选用控制难等特点,总结了天问一号火星探测器在狠抓风险识别与管控、聚焦软件系统设计源头,严格试验考核,以及严控材料选用及验证等方面采取的主要产品保证工作措施.上述措施有效保证了天问一号火星探测器的产品质量,可为后续火星探测器及其他行星际探测器研制过程的产品保证工作提供借鉴.     

欧美相继发射火星探测器

20 0 3年 6月 2日 ,欧空局 (ESA)第 1个火星探测器———“火星快车”空间探测器由俄罗斯“联盟 FG号”运载火箭在哈萨克斯坦拜克努尔卫星发射场发射升空。在进入火星轨道之后 ,它将释放一个由英国制造的“小猎犬 2”着陆器。着陆器机械臂携带有摄像机、显微镜、X射线光谱仪和γ射线分析仪 ,其任务包括 :绘制火星地图 ;利用一部功能强大的雷达对火星表面进行探测 ,寻找火星上有水存在的证据等。6月 10日 ,美国航空航天局 (NASA)在佛罗里达州卡纳维拉尔角用“德尔它 2”型火箭将“勇气号”火星车送上太空。此外 ,另一火星车“机遇号”…     

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.