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)。     

中俄联合探测火星工程介绍

介绍了火星的基本概况、探测火星的科学目的、国外火星探测的历程.给出了中俄联合探测火星工程的工程与科学目标、系统组成,俄罗斯福布斯土壤计划的主要任务与基本情况,中俄联合探测器的构成,俄罗斯福布斯-土壤(FGSC)火星探测器的主要技术指标.分析了中俄联合探测火星工程中所用运载火箭和上面级的组成与性能.     

深空探测器推进系统

以技术较成效的月球探测器、火星探测器推进系统为重点，介绍了国外深空探测活动的情况。简述了深空探测对推进系统的需求、我国航天器液体推进技术的现状。认为我国的推进技术经一些适应性发展，即可满足深空探测的需求，并且设想了我国近期较为可行的深空探测器推进系统方案。     

载人火星探测任务构架及其航天运输系统研究

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...     

火星空间环境探测设计与实施

介绍了萤火一号(YH-1)火星探测器的轨道设计,以及火星空间磁场、电离层和粒子分布及其变化规律,火星大气离子逃逸率,火星地形、地貌和沙尘暴,火星重力场等科学目标.给出了探测器等离子体探测包、掩星接收机、磁通门磁强计、光学成像仪等有效载荷的组成、作用和性能指标.YH-1火星探测器的研制成功为我国后续深空探测活动打下了坚实的基础.     

美印“探火之路”大PK

2014年9月2l和9月24日,美国和印度的火星探测器先后抵达火星轨道并入轨成功,掀起了人类火星探测的又一次小高潮。美国是火星探测方面当之无愧的超级大国,印度则是火星探测的新手,而晒国的探测器却几乎同时成功进入火星轨道进行探测,那么其在任务尤其是飞往火星的轨道设计上又有哪些不同呢？     

可分离式构型深空探测器最优分离点评价方法

对两级推进系统干质量与速度增量的关系进行数学建模,将入轨有效质量作为评价标准,提出了一种面向工程应用的分离式深空探测器最优分离点评价方法。以火星探测为例,给出了在该评价标准下的探测器最优分离点,指出了分离式飞行器在深空探测任务中的优势和限制,为我国未来深空探测器的设计与研制提供参考。     

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。     

2008年世界深空探测获得丰硕成果（中）

（二）美国行星探测收获重要成果,欧日水星探测正式启动 1．美国凤凰号火星探测器在火星极区成功着陆,并确认火星表面下存在水冰 2008年5月25日,美国凤凰号火星探测器在火星成功着陆。着陆位置是位于火星北纬65度和75度之间北极区附近一处称为“绿谷”的广阔浅谷。     

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。     

星球着陆下降发动机及我国登月下降发动机设想

星球着陆下降发动机探测器在外星上进行软着陆时起着关键的作用，目前我国还没有进行软着陆的成熟的发动机，对比较典型的月球和火星着陆下降发动机的特点和种类进行总结，提出了我国着陆下降发动机的方案设想，为我国着陆下降发动机的研制提供技术支持。     

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。     

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。     

美国新型载人火星探测技术方案

文章概括介绍了＂发现号＂宇宙飞船的布局结构。然后详细介绍了飞船用于火星探测的两种着陆舱的具体设计方案以及载人火星探测的任务剖面。最后分析了＂发现号＂宇宙飞船火星探测方案的关键可行技术和诸多设计优点。     

Comparative assessment of human–Mars-mission technologies and architectures

We compare a variety of mission scenarios to assess the strengths and weaknesses of options for Mars exploration. The mission design space is modeled along two dimensions: trajectory architectures and propulsion system technologies. We examine direct, semi-direct, stop-over, semi-cycler, and cycler architectures, and we include electric propulsion, nuclear thermal rockets, methane and oxygen production on Mars, Mars water excavation, aerocapture, and reusable propulsion systems in our technology assessment. The mission sensitivity to crew size, vehicle masses, and crew travel time is also examined. Many different combinations of technologies and architectures are applied to the same Mars mission to determine which combinations provide the greatest potential reduction in the injected mass to LEO. We approximate the technology readiness level of a mission to rank development risk, but omit development cost and time calculations in our assessment. It is found that Earth–Mars semi-cyclers and cyclers require the least injected mass to LEO of any architecture and that the discovery of accessible water on Mars has the most dramatic effect on the evolution of Mars exploration.     

Concept study on Deep Space Orbit Transfer Vehicle

In this paper, the concept of Orbit Transfer Vehicle for Deep Space Exploration (Deep Space OTV) is proposed, and its effectiveness and feasibility are discussed. Basic concept is the separation of two functions required for the deep space exploration, the transportation to the destination, and the exploration at the destination. Deep Space OTV is a spacecraft specialized for the transportation to the deep space destination. It is an expendable spacecraft propelled by solar electric propulsion. The payload of Deep Space OTV is Explorer, which is a spacecraft specialized for the exploration at the deep space destination. The effectiveness of the concept is discussed qualitatively, focused on the merits of the separations of two functions. The feasibility of Deep Space OTV is discussed based on the conceptual design of the spacecraft and its applicability to deep space missions. Several deep space missions are modeled and the payload capacity of Deep Space OTV is estimated. The missions include Asteroid rendezvous, Mars orbiter, Lunar lander, and so on.     

Concept study on Deep Space Orbit Transfer Vehicle

In this paper, the concept of Orbit Transfer Vehicle for Deep Space Exploration (Deep Space OTV) is proposed, and its effectiveness and feasibility are discussed. Basic concept is the separation of two functions required for the deep space exploration, the transportation to the destination, and the exploration at the destination. Deep Space OTV is a spacecraft specialized for the transportation to the deep space destination. It is an expendable spacecraft propelled by solar electric propulsion. The payload of Deep Space OTV is Explorer, which is a spacecraft specialized for the exploration at the deep space destination. The effectiveness of the concept is discussed qualitatively, focused on the merits of the separations of two functions. The feasibility of Deep Space OTV is discussed based on the conceptual design of the spacecraft and its applicability to deep space missions. Several deep space missions are modeled and the payload capacity of Deep Space OTV is estimated. The missions include Asteroid rendezvous, Mars orbiter, Lunar lander, and so on.     

国外单组元变推力发动机应用与关键技术

介绍了国外单组元变推力发动机的应用现状,阐释了单组元变推力发动机的结构和设计原理,总结了研制和改进过程中的关键技术,主要包括径向双层夹套催化床设计、径向喷注器设计、流量稳定调节技术和催化床空穴控制技术等。美国为火星软着陆研制的MR-80和MR-80B无水肼单组元变推力发动机分别应用于“海盗”号和“好奇”号着陆器下降级推进系统。MR-80发动机可实现275~2835 N变推力调节,推力变比为10∶1,比冲为205 s,呈120°均布于“海盗”号着陆器三角形基座的长边。“好奇”号下降级推进系统由2个高压氦气瓶、3个推进剂贮箱、8台单组元变推力发动机、8台单组元250 N姿控发动机、1个压力控制组件和3个推进剂控制组件组成,MR-80B发动机可产生31~3603 N的真空推力,推力变比达到100∶1,比冲范围为204~223 s。     

“凤凰号”火星探测器着陆过程

文章主要介绍了＂凤凰号＂火星着陆器的着陆过程、着陆点选择方法原则、巡航阶段工作任务,对进入（Entry）、下降（Descent）和着陆（Landing）即EDL阶段的蒙特卡罗分析结果和飞行器重建数值结果进行了总结比较。并对＂凤凰号＂相关的经验和教训进行了比较总结,这对中国未来的火星探测以及其他深空探测具有一定的借鉴作用。     

一种共轴双旋翼式火星飞行器设计及其试验验证

针对火星飞行器探测需求,提出了一种共轴双旋翼式火星飞行器,基于计算流体力学方法优选了桨叶翼型、平面形状和扭转角等结构参数,基于叶素动量理论建立了旋翼气动力学模型,利用数值模拟方法选择了旋翼转速、旋翼间距和桨叶安装角等飞行参数,设计了原理样机"火星飞鸟-I"的结构与控制系统。构建了火星大气环境模拟器和重力补偿与运动约束装置,开展了模拟火星环境下旋翼式飞行器地面飞行试验,验证了共轴双旋翼式火星飞行器的推进性能,展望了旋翼式火星飞行器技术的发展方向。研究成果对我国开展的火星探测工程具有重要借鉴价值。