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火星探测器多次分离气动捕获自主导航与随机制导
1
作者 崔世航 李勇 《航天控制》 CSCD 2024年第5期30-37,共8页
研究多次分离阻力控制探测器在火星气动捕获过程中的导航与制导问题,建立了气动捕获过程中的动力学模型与测量模型,提出了将火星大气密度建模为高斯过程,结合无迹施密特-卡尔曼滤波对探测器的系统状态进行估计,给出了系统状态的统计信... 研究多次分离阻力控制探测器在火星气动捕获过程中的导航与制导问题,建立了气动捕获过程中的动力学模型与测量模型,提出了将火星大气密度建模为高斯过程,结合无迹施密特-卡尔曼滤波对探测器的系统状态进行估计,给出了系统状态的统计信息。采用随机制导策略,通过无迹变换传播系统状态的均值和协方差信息,将其纳入制导目标的设计中,并最终优化阻力裙分离时间。仿真结果验证了所提算法在提高气动捕获导航精度和减小最终入轨所需速度增量方面的有效性,为火星气动捕获及其他深空探测任务提供了理论和技术支持。 展开更多
关键词 深空探测 火星探测器 气动捕获 自主导航 随机制导
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我国深空探测器数据管理技术发展
2
作者 程慧霞 李珂 +4 位作者 叶志玲 赵蕾 穆强 兰天 徐勇 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期103-115,共13页
数据管理(简称数管)分系统是深空探测器平台的重要分系统,将探测器测控任务综合在一个以计算机系统为主的系统中,为探测器平台和有效载荷提供全面、综合的服务与管理。文章论述了在我国深空探测器(嫦娥一号到嫦娥六号月球探测器、天问... 数据管理(简称数管)分系统是深空探测器平台的重要分系统,将探测器测控任务综合在一个以计算机系统为主的系统中,为探测器平台和有效载荷提供全面、综合的服务与管理。文章论述了在我国深空探测器(嫦娥一号到嫦娥六号月球探测器、天问一号火星探测器)任务实施过程中数管技术的发展历程及其应用情况;其中形成的针对深空探测器的高可靠、集成化、智能化、网络化的数管技术体系,为未来深空探测器任务顺利实施奠定了技术基础。展望后续深空探测器的发展,给出了数管技术在智能自主管理技术等方面的发展建议。 展开更多
关键词 深空探测器 月球探测器 火星探测器 数据管理 高集成轻小型化 自主管理
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“天问一号”火星探测器关键任务系统设计 被引量：22
3
作者 孙泽洲 饶炜 +3 位作者 贾阳 王闯 董捷 陈百超 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2021年第5期9-16,共8页
“天问一号”任务是我国行星探测的首次任务,在国际上首次通过一次任务实现了火星“环绕、着陆、巡视”的三步跨越.“天问一号”探测器由中国空间技术研究院负责抓总研制,包括环绕器和着陆巡视器两个组成部分.对“天问一号”探测器的任... “天问一号”任务是我国行星探测的首次任务,在国际上首次通过一次任务实现了火星“环绕、着陆、巡视”的三步跨越.“天问一号”探测器由中国空间技术研究院负责抓总研制,包括环绕器和着陆巡视器两个组成部分.对“天问一号”探测器的任务特点和概貌进行了介绍,对包括飞行过程、远距离深空通信、火星捕获过程、火星进入下降及着陆过程、火星车解锁驶离和火面工作等关键环节的设计方案进行了描述,对“天问一号”所取得的技术成果与创新进行了总结. 展开更多
关键词 火星探测器 进入下降着陆 巡视勘察
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“凤凰号”火星探测器着陆过程 被引量：12
4
作者 王海涛 付丽璋 蒋万松 《航天返回与遥感》 2009年第3期8-15,共8页
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&qu... 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。 展开更多
关键词 “凤凰号”火星探测器 着陆过程 火星探测
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火星探测器降落伞拉直过程中的“绳帆”现象研究 被引量：13
5
作者 鲁媛媛 荣伟 吴世通 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1238-1244,共7页
针对火星探测器降落伞在拉直过程中出现的"绳帆"现象,以及火星探测器降落伞开伞前初始参数和大气密度与地球环境下的差异,建立了火星探测器降落伞拉直过程的数学模型,研究了火星环境下,伞包弹射速度、开伞前进入器的攻角、开... 针对火星探测器降落伞在拉直过程中出现的"绳帆"现象,以及火星探测器降落伞开伞前初始参数和大气密度与地球环境下的差异,建立了火星探测器降落伞拉直过程的数学模型,研究了火星环境下,伞包弹射速度、开伞前进入器的攻角、开伞马赫数以及大气密度对"绳帆"现象的影响。研究结果表明,选择较大的伞包弹射速度,并将开伞前进入器的攻角严格限定在较小范围内,将有利于避免或降低"绳帆"现象的发生。这一研究结果可为我国实施火星探测时减速着陆系统的设计分析提供一定参考。 展开更多
关键词 火星探测器 降落伞拉直 绳帆 伞包弹射速度 攻角 开伞马赫数
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一种半解析方法火星再入探测器一体化设计模型 被引量：4
6
作者 侯黎强 李恒年 +1 位作者 黄福铭 谭炜 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2312-2318,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 火星探测器 再入 半解析方法 一体化模型
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防热大底外形对火星探测器气动特性的影响分析 被引量：6
7
作者 陈冰雁 詹慧玲 周伟江 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期388-396,共9页
采用基于等效比热比的数值模拟方法,研究球锥和球头两种类型的火星进入探测器防热大底形状。对于每种外形分析关键几何参数对探测器基本气动性能的影响,并比较两类防热大底形状气动特性的差异。与球头形状的防热大底布局相比,球锥形状... 采用基于等效比热比的数值模拟方法,研究球锥和球头两种类型的火星进入探测器防热大底形状。对于每种外形分析关键几何参数对探测器基本气动性能的影响,并比较两类防热大底形状气动特性的差异。与球头形状的防热大底布局相比,球锥形状的防热大底布局一般阻力更大,对流加热量也更大,气动稳定性裕度更小。研究结果表明,从气动性能的角度来讲,70°半锥角的球锥防热大底布局对于火星进入探测器的设计而言并非最优的选择,适当设计的球头防热大底布局能够具有更好的性能。 展开更多
关键词 火星探测器 防热大底形状 气动特性 数值模拟
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火星探测器使命轨道捕获策略研究 被引量：10
8
作者 闵学龙 潘腾 郭海林 《航天器工程》 2008年第6期39-43,共5页
分析了火星探测器使命轨道捕获策略研究需求,给出了三种可用的典型捕获策略,建立了速度纵向平面内的飞行动力学方程,对三种典型策略进行了飞行动力学仿真,给出了各策略完成捕获所需速度增量、任务耗时及过。通过对仿真结果的分析比较,... 分析了火星探测器使命轨道捕获策略研究需求,给出了三种可用的典型捕获策略,建立了速度纵向平面内的飞行动力学方程,对三种典型策略进行了飞行动力学仿真,给出了各策略完成捕获所需速度增量、任务耗时及过。通过对仿真结果的分析比较,得出研究结论为:直接制动捕获任务耗时及过载较小,但速度增量需求较大;多次穿越后捕获任务耗时较长,但速度增量需求和过载较小;一次穿越后捕获速度增量需求较小且任务耗时较短,但过载较大。 展开更多
关键词 火星探测器轨道 捕获 推力制动 大气辅助捕获
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火星探测器减速着陆技术分析 被引量：23
9
作者 贾贺 荣伟 《航天返回与遥感》 2010年第3期6-14,共9页
火星的大气环境和地球差异较大,存在着许多未知的因素,火星探测的减速着陆同样充满了风险和挑战。文章通过对美国火星探测减速着陆的重点技术进行分析,并归纳总结了火星探测器减速着陆技术的发展趋势。
关键词 火星探测器 减速着陆 缓冲技术
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火星探测器减速着陆技术特点 被引量：14
10
作者 荣伟 陈国良 《航天返回与遥感》 2010年第4期1-6,共6页
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。
关键词 着陆技术 降落伞 火星探测器
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火星环绕探测器电源系统设计分析 被引量：5
11
作者 刘治钢 蔡晓东 杜红 《航天器工程》 2013年第1期60-64,共5页
针对火星环绕探测任务特点,从空间环境,飞行程序、轨道与姿态,负载需求,电源系统选型,能源自主管理,轻小型化设计6个方面对电源系统设计进行了分析;提出了一种适用于火星环绕探测器的高比能量、高比功率、高自主管理能力的电源系统设计... 针对火星环绕探测任务特点,从空间环境,飞行程序、轨道与姿态,负载需求,电源系统选型,能源自主管理,轻小型化设计6个方面对电源系统设计进行了分析;提出了一种适用于火星环绕探测器的高比能量、高比功率、高自主管理能力的电源系统设计分析方法,可为火星环绕探测器电源系统优化设计提供依据,也可为其他深空探测器电源系统设计提供一定的借鉴与参考。 展开更多
关键词 火星环绕探测器 电源系统 任务分析
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火星探测器降落伞系统综述 被引量：12
12
作者 于莹潇 田佳林 《航天返回与遥感》 2007年第4期12-16,共5页
文章介绍了美国火星探测器降落伞系统组成和验证试验情况;分析了5种不同探测器降落伞系统的具体差异;归纳了探测器降落伞系统的结构和性能参数;重点介绍了"凤凰号"和"火星科学实验室"降落伞系统研制过程和性能验证... 文章介绍了美国火星探测器降落伞系统组成和验证试验情况;分析了5种不同探测器降落伞系统的具体差异;归纳了探测器降落伞系统的结构和性能参数;重点介绍了"凤凰号"和"火星科学实验室"降落伞系统研制过程和性能验证试验。 展开更多
关键词 落伞系统 盘-缝-带伞 射伞筒 火星探测器
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升力式火星探测器进入轨迹优化设计仿真 被引量：3
13
作者 刘涛 南英 胡海龙 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期82-89,共8页
针对升力式火星探测器在其完成星际转移轨道之后,由预定进入点开始反冲制动改变运行轨道进入火星大气,设计并仿真了进入段的轨迹优化。根据火星的大气密度及引力场参数,建立相应的火星大气模型及引力场模型,确定了升力式火星探测器的运... 针对升力式火星探测器在其完成星际转移轨道之后,由预定进入点开始反冲制动改变运行轨道进入火星大气,设计并仿真了进入段的轨迹优化。根据火星的大气密度及引力场参数,建立相应的火星大气模型及引力场模型,确定了升力式火星探测器的运动方程。在满足进入过程的约束条件下,采用遗传算法对进入轨道进行优化设计,提出不同的推力发动机制动方案并进行分析比较。结果表明,采用推力方案二能够实现性能指标最优,并求得着陆速度为13.6m/s,最终实现了探测器在火星表面的软着陆。 展开更多
关键词 轨迹优化 大气模型 引力场模型 遗传算法 火星探测器
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天问一号火星探测器产品保证工作实践 被引量：1
14
作者 刘国强 孙泽洲 +6 位作者 饶炜 高鸿 曲少杰 张红军 褚永辉 吉龙 郑旸 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期125-132,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 天问一号火星探测器 产品保证 风险控制
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火星探测器热环境模拟与试验技术探讨 被引量：3
15
作者 张磊 刘波涛 许杰 《航天器环境工程》 2014年第3期272-276,共5页
为保证火星探测器的可靠运行,需要对其进行真空热试验和火星表面热环境模拟试验。文章通过对国外火星探测器热试验的调研,梳理出热试验所涉及的关键技术。并通过对行星际空间热环境和火星表面热环境特点的分析,结合国外相关热环境模拟... 为保证火星探测器的可靠运行,需要对其进行真空热试验和火星表面热环境模拟试验。文章通过对国外火星探测器热试验的调研,梳理出热试验所涉及的关键技术。并通过对行星际空间热环境和火星表面热环境特点的分析,结合国外相关热环境模拟设备的研制使用情况,探讨不同热环境的地面模拟方法,可为我国火星探测器热环境试验设备的研制及开展相关热试验提供技术参考。 展开更多
关键词 火星探测器 热试验 环境模拟
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火星探测器进入阶段稳定性分析 被引量：3
16
作者 包进进 荣伟 《航天返回与遥感》 2011年第4期6-13,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 火星探测器 静不稳定 动不稳定 偏差因素 蒙特卡洛法
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开伞攻角对火星探测器舱伞系统运动特性的影响分析 被引量：1
17
作者 鲁媛媛 荣伟 吴世通 《航天返回与遥感》 CSCD 2018年第5期42-48,共7页
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,... 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。 展开更多
关键词 开伞攻角 运动特性 火星探测器 舱伞系统 减速着陆
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火星探测器全任务期空间环境特征与防护要点 被引量：16
18
作者 蔡震波 曲少杰 《航天器环境工程》 2019年第6期542-548,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 火星探测器 空间环境 辐射效应 防护设计
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火星探测器锂氟化碳电池热特性测量方法 被引量：2
19
作者 汪静 刘艳丽 +3 位作者 乔学荣 陈燕 冯伟 张辰华 《航天器环境工程》 2020年第2期161-165,共5页
锂氟化碳电池是新一代轻质化电池,比能量高且安全可靠,是火星探测器储能电源一次电池的佳选。但其放电过程反应热大,热效应非常明显,故须对其关键热特性参数如比热容和发热量进行测量研究。文章采用ARC(accelerating rate calorimeter)... 锂氟化碳电池是新一代轻质化电池,比能量高且安全可靠,是火星探测器储能电源一次电池的佳选。但其放电过程反应热大,热效应非常明显,故须对其关键热特性参数如比热容和发热量进行测量研究。文章采用ARC(accelerating rate calorimeter)测量方法对锂氟化碳软包电池热特性进行测量,获得了电池的比热容及不同荷电态下的放电发热量,误差在工程允许范围内。研究结果可为深空探测器锂氟化碳电池的应用提供参考,并可推广至后续深空领域高能量比一次电池的工程化应用。 展开更多
关键词 火星探测器 锂氟化碳电池 热特性 ARC测量方法
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萤火一号火星探测器磁通门磁强计高精度标定技术 被引量：5
20
作者 周斌 王劲东 +1 位作者 赵华 陈斯文 《上海航天》 2013年第4期179-182,共4页
介绍了萤火一号(YH-1)火星探测器磁强计的标定方法及测试结果。根据磁通门磁强计的特点和本次任务的特殊性,为磁强计设计了灵敏度、线性度、噪声、稳定度、温度特性标定试验,给出了试验环境的构建和基本步骤,以及相关试验技术方法。试... 介绍了萤火一号(YH-1)火星探测器磁强计的标定方法及测试结果。根据磁通门磁强计的特点和本次任务的特殊性,为磁强计设计了灵敏度、线性度、噪声、稳定度、温度特性标定试验,给出了试验环境的构建和基本步骤,以及相关试验技术方法。试验结果表明:仪器在±256nT的磁场探测量程范围内,可实现分辨率0.01nT,噪声控制在0.01nT/Hz0.5(1Hz处),可为YH-1科学探测任务完成提供有效的探测载荷。 展开更多
关键词 YH-1火星探测器 磁通门 磁强计 标定
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