“天问”一号任务火星环绕器总体设计

正深空探测是当今世界航天活动的重要领域,通过深空探测能够帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状,进一步认识地球环境的形成和演变过程。深空探测是一个国家综合国力和创新能力的体现,60多年来,各航天大国从未停止过深空探测的脚步。由于火星在自转周期、地形地貌等方面与地球存在诸多相似之处,火星探测一直是国际深空探测领域的热点。人类开展火星探测始于20世纪60年代,已实现了飞越、环绕、着陆、巡视、飞行等多种形式的探测,在火星大气、地形地貌与地质构造、表面物质、内部结构等方面取得众多研究成果。     

“天问”一号火星探测器降落伞研制回顾

正2021年5月15日,我国第一个火星探测器"天问"一号终于踏上了着陆火星的征程,01时许,"天问"一号由停泊轨道转入火星进入轨道。3h后,环绕器与着陆巡视器分离,着陆巡视器独自奔赴火星。又3h后,着陆巡视器进入火星大气,开始气动减速。4min后,火星降落伞弹出,充气展开,开始伞系减速,又4min后,降落伞完成减速使命,与着陆平台分离,着陆平台进入动力减速阶段。1min后,着陆平台平稳着陆在火星表面。作为气动减速的主要装置,降落伞不辱使命,表现完美。"天问" 一号所用的降落伞由北京空间机电研究所研制。     

“天问”一号任务火星车电源产品设计

正深空探测是在卫星领域、载人航天和空间站取得重大成就的基础上,向更广阔的太阳系和宇宙空间进军的探索。火星是太阳系中距离地球最近的大行星之一,与地球同属类地行星,火星探测对探索宇宙和生命的起源、研究地球的演化进程具有重要的科学意义。电源系统是航天所有设备工作的电源,它是电能产生、储存、变换、传输分配和管理的重要系统。目前应用最广泛的是太阳电池阵-蓄电池组供电系统,通过电源控制器实现功率调节。上海空间电源研究所承担了火星车太阳电池电路、火星车锂离子蓄电池组、火星车电源控制器产品的研制工作。     

天问一号环绕器中继轨道受摄共振特性分析

“天问一号”环绕器在环火中继轨道为“祝融”火星车提供中继服务时,星下点出现了过着陆点纬度时的经度先增大再减小的特殊漂移现象,需要对该现象产生的原因进行深入分析。基于摄动理论设计了一系列数值实验,提出了一种星下点过指定纬度时经度的简化计算方法;并结合对田谐项引力场位函数的解析推导发现,由于中继轨道周期与火星自转周期比接近1:3,导致3阶3次田谐项产生了轨道共振,从而使得半长轴长周期运动有着较为显著的振荡,进而与带谐项摄动联合导致了该特殊现象。研究揭示了“天问一号”环绕器的轨道共振现象,发现了高阶田谐项对非同步轨道上的环火卫星仍能产生较为明显的轨道共振现象。研究结果可为后续火星环绕探测任务轨道设计提供重要参考。     

“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。     

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.     

天问一号火星探测器EDL过程自主导航技术

针对天问一号探测器进入、下降和着陆(EDL)过程的大动态、强不确定性给导航系统带来的挑战,基于多敏感器信息融合理论,设计了天问一号探测器高容错强自主着陆导航算法,以实现在EDL过程大不确定性、多敏感器故障以及陀螺饱和带来的姿态基准丢失情况下的导航状态准确可靠估计.天问一号探测器实际在轨飞行结果验证了自主导航系统设计的正...     

火星环绕器推进系统建模与可视化研究

针对液体推进系统的联合仿真演示需求,基于模块化建模思想,根据守恒方程和状态方程,应用AMESim开发了通用液体火箭发动机组件模块库并建立了推进系统仿真模型,利用Simulink和LabVIEW开发了仿真控制模块和视景仿真模型,搭建了全系统联合仿真环境与平台.结合某型火星环绕器推进系统的任务要求以及具体构成,实现了该火星...     

天问一号探测器火星着陆自主避障技术设计与验证

针对天问一号探测器火星着陆过程多体运动及表面地形不确定性强的任务特点,提出了粗避障与伞-背罩组合体规避的协同控制策略以及激光三维配以双目立体视觉的精避障策略,介绍了障碍检测与规避系统的硬件配置、飞行过程、障碍检测与规避部分算法,并通过地面悬停避障专项试验验证了障碍检测与规避策略的有效性,可为后续火星采样返回任务和载人火...     

“天问一号”探测器降落伞强度空投试验

“天问一号”降落伞的开伞过程是典型的无限质量开伞过程,强度试验时必须模拟无限质量开伞条件。文章在综合比较各种试验方案后,选择了最适合中国国情的直升机低空空投试验方案。通过增加空投模型的质量,实现200m²降落伞在低空稠密大气环境下的无限质量开伞条件。通过降落伞充气模型的建立与修正,实现开伞力的精确预计。降落伞强度试验共实施8次,试验结果表明,降落伞的开伞过程符合无限质量开伞特征,验证安全系数不小于1.46,降落伞强度满足飞行任务要求。     

“天问一号”成功着陆火星！北京空间机电研究所研制的火星伞系减速分系统给力！

正在"天问一号"火星探测器着陆火星的过程中,北京空间机电研究所研制的、全新的伞系减速分系统正常工作、不辱使命,为着陆器顺利着陆火星发挥了关键减速作用。"天问一号"火星探测器采用目前国际普遍使用的伞降减速方式,为安全着陆火星进一步减速。但在火星降落伞系统的设计、校核、仿真分析和试验验证方面,和其他国家还有诸多不同。     

荷兰“火星一号”开办真人秀以选拔火星航天员

2013年1月9日，荷兰一家非盈利机构公布了2023年前往火星执行“火星一号”计划的航天员的条件要求，并将计划于今年年底通过全球真人秀电视节目来挑选首批火星航天员。     

“火星一号”：追梦还是作秀

在诸多有志于载人火星探索的私营机构当中，荷兰的“火星一号”毋庸置疑地成了最大亮点。它不仅已在全球启动了火星航天员的招募，而且在招募形式上采用了特别引人注目的方式。更抢世人眼球的是。他们的计划在不被航天界专家们看好的同时，还遭受着“作秀”、“涉嫌诈骗”的强烈质疑。那么，这到底是一项靠谱的“追梦”计划。还是一场吸引眼球的“作秀”方式，抑或是骗人钱财的诈骗手段呢？     

“天问”一号开启我国行星探测新征程

正2007年,首次月球探测成功之时,业内专家就把目光瞄准更远的火星。徐匡迪、孙家栋、王礼恒、沈荣骏、王永志、张履谦、龙乐豪、戚发轫、周济等院士于2010年、2014年两次书面建言,栾恩杰、叶培建等院士在各种场合积极倡导,国防科技工业局历任领导锲而不舍久久为功地组织和推动,数百位专家6年持续不断深化论证,财政部等部门大力支持,各方合力,水到渠成,为中央决策开展首次火星探测工程奠定了坚实基础。2016年1月11日,习近平总书记亲自批准我国首次火星探测工程,开启了中国深空探测的新征程。     

“好奇”号火星之旅

“好奇”号火星科学实验室（Mars Science Laboratory Curiosity）即将于11月25日从卡纳拉威尔角升空,预计在2012年8月到达火星。“好奇”号的长度约为“勇气”号火星车的两倍。重量是后者的5倍,大小与吉普车相当。“好奇”号继承了“勇气”号和“机遇”号的很多设计元素,比如都是6轮驾驶设计,     

好奇心号巡视器成功着陆火星

据NASA网站2012年8月6日消息,NASA的好奇心号巡视器（Curiosity rover）日前已成功地在火星表面的盖尔坑着陆。美国喷气推进实验室（JPL）收到它安全降落的确认信号后,又陆续收到它从火星表面传回的照片。     

“天问一号”探测器舱体抛离试验系统设计与验证

火星探测器防热大底和背罩的高速抛离是进入、下降、着陆过程中的关键环节之一,需在地面开展有效的试验验证。文章针对抛防热大底、抛背罩地面试验中高速度、高加速度跟随和空间力、力矩耦合施加问题,提出了采用电机驱动的主动式分离方案和空间力、力矩的耦合控制方法,设计了试验系统并建立了动力学模型,分别开展了仿真和试验验证。试验结果表明,大底和背罩分离过程中的受力状态得到准确施加,且与仿真结果基本吻合,验证了分离方案的可行性。该试验方法有效验证了火星探测器大底和背罩抛离过程的机械安全性,也为其他航天器的分离试验提供了有益参考。     

“勇气”号和“机遇”号火星车

截止到5月6日，经过长途跋涉，“机遇”号火星车已驶到一个露天足球场般大小的火星陨石坑边缘。这一陨石坑的潜在科学探测价值对火星车构成了“诱惑”，但该不该命令“机遇”号下到坑里去，目前美国宇航局科学家们还拿不定主意。     

天问一号着陆巡视器进入舱GNC系统设计与实现

为了应对火星EDL过程的短时间、大测控时延、大冲击力学环境以及无高精度地图的特点,进入舱GNC系统开展了一系列高自主、强容错设计.全系统热备份、关键功能异构热备份的设计确保了对产品故障的自主诊断与快速处理;系统工作模式自主转换、关键模式转换多判据备份的策略提高了系统的容错能力;产品供电的自主抗冲击管理、触地开关的自主故...     

“孪生火星车”解析——NASA火星探测器“机遇”号和“勇气”号

NASA火星探测车“机遇”号与“勇气”号是一对孪生兄弟,这对双胞胎火星探测车总共耗资82亿美元。