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天问一号着陆巡视器进入舱GNC系统设计与实现 被引量:6
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作者 赵宇 袁利 +9 位作者 王晓磊 黄翔宇 刘旺旺 华宝成 李茂登 徐李佳 王云鹏 郝策 李涛 张琳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-10,共10页
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... 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、触地开关的自主故障诊断与处理策略,确保了对火工品起爆等大冲击高动态工况的有效应对;针对背罩-组合体规避及地形障碍规避的需求,设计了一套激光产品和光学产品有机融合的避障系统及使用策略。设计了直升机挂飞等专项试验对系统设计进行验证。天问一号进入舱GNC系统在轨顺利实施了展配平翼等关键动作,完成了背罩以及地形障碍的规避,实现了3.1 km的最终着陆精度,充分证明了系统设计的正确性。 展开更多
关键词 火星着陆 制导、导航与控制(GNC) 天问一号 进入、下降与着陆(EDL)
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“天问一号”探测器舱体抛离试验系统设计与验证 被引量:2
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作者 冯伟 易旺民 +4 位作者 杨旺 李群智 侯森浩 郑圣余 孟凡伟 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2021年第3期23-31,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 分离试验 电机驱动 绳索提升 防热大底 背罩 火星探测器 天问一号
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天问一号探测器高动态着陆惯导系统设计与试验 被引量:2
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作者 徐李佳 王晓磊 +7 位作者 冯士伟 赵宇 林松 刘旺旺 李茂登 郝策 王云鹏 黄翔宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期30-35,共6页
考虑到火星探测任务着陆过程动态变化大,稀薄大气环境下开伞会对探测器产生剧烈晃动,为此天问一号探测器研制了一套高动态着陆惯导系统,从硬件产品、使用时序到导航算法方面均进行了针对性设计,以适应着陆过程中的高动态环境。此外,为... 考虑到火星探测任务着陆过程动态变化大,稀薄大气环境下开伞会对探测器产生剧烈晃动,为此天问一号探测器研制了一套高动态着陆惯导系统,从硬件产品、使用时序到导航算法方面均进行了针对性设计,以适应着陆过程中的高动态环境。此外,为验证天问一号探测器高动态着陆惯导系统的性能,设计了模拟火星开伞工况的火箭弹高空开伞试验,结果表明该高动态着陆惯导系统的设计满足火星探测任务需求。 展开更多
关键词 天问一号探测器 火星探测 高动态 惯导系统 惯导试验
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“天问一号”着陆中继通信系统设计与验证 被引量:2
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作者 张婷 韩宇 +4 位作者 孙泽洲 饶炜 强晖萍 白帆 雪霁 《深空探测学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第1期53-61,共9页
“天问一号”火星探测任务是中国通过一次发射,实现对火星“绕、落、巡”的探测任务。火星探测任务的进入、下降及着陆段(Entry,Descent and Landing,EDL)是整个任务过程中最为重要的环节之一。基于该过程中继通信任务特点,介绍了“天... “天问一号”火星探测任务是中国通过一次发射,实现对火星“绕、落、巡”的探测任务。火星探测任务的进入、下降及着陆段(Entry,Descent and Landing,EDL)是整个任务过程中最为重要的环节之一。基于该过程中继通信任务特点,介绍了“天问一号”火星探测器为适应EDL段通信任务时序复杂、高自主性、黑障现象以及高动态性等特点的中继通信系统方案及关键技术。同时结合“天问一号”软着陆任务,对EDL段中继通信在轨验证情况进行了总结和分析。提出的中继通信系统方案圆满支持了“天问一号”火星探测EDL段中继通信任务。 展开更多
关键词 “天问一号”火星探测器 进入、下降、着陆 中继通信系统
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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
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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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舱外航天服被动热防护技术 被引量:2
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作者 杨冬晖 李志 刘洪静 《载人航天》 CSCD 2010年第3期9-13,共5页
舱外航天服的被动热防护是系统面对空间环境屏蔽防护的关键功能之一。在介绍航天服被动热防护功能需求、主要技术要求、材料特性及其选择和热防护结构实现的基础上,阐述飞天舱外服的热防护性能验证情况和对未来登月和火星服热防护的技... 舱外航天服的被动热防护是系统面对空间环境屏蔽防护的关键功能之一。在介绍航天服被动热防护功能需求、主要技术要求、材料特性及其选择和热防护结构实现的基础上,阐述飞天舱外服的热防护性能验证情况和对未来登月和火星服热防护的技术需求。 展开更多
关键词 舱外航天服 被动热防护 防护材料 多层绝热结构
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火星探测器动力学模型优化及“天问一号”探测器定轨研究 被引量:3
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作者 单荃 李培佳 +2 位作者 樊敏 黄勇 杨鹏 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2023年第2期279-291,共13页
对上海天文台火星探测器定轨软件的动力学模型进行优化和升级,开发形成了MarsODP V2.0,该软件可以处理多种类型测量数据。对火星进行高精度动力学建模,考虑火星本身特性,增加了火卫一和火卫二的三体摄动、火星大气阻力摄动以及多种火星... 对上海天文台火星探测器定轨软件的动力学模型进行优化和升级,开发形成了MarsODP V2.0,该软件可以处理多种类型测量数据。对火星进行高精度动力学建模,考虑火星本身特性,增加了火卫一和火卫二的三体摄动、火星大气阻力摄动以及多种火星定向模型优化等。利用MEX实测数据比较了优化前后的火星定轨软件的定轨精度,计算结果表明,动力学模型优化后,定轨精度明显提升,与参考轨道的位置差异和速度差异减小;利用实测数据对美国MRO探测器进行精密定轨并验证软件优化后定轨精度。对“天问一号”探测器环火轨道进行定轨计算分析。 展开更多
关键词 火星探测器 精密定轨 MRO MEX 天问一号
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面向火星探测的环氧形状记忆聚合物复合材料的性能研究 被引量:3
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作者 张豆 刘立武 +14 位作者 徐鹏飞 赵印中 李奇峰 兰鑫 张风华 王林林 万雪 邹昕 曾成均 辛晓洲 戴雯煦 李莹 何延春 刘彦菊 冷劲松 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期239-255,共17页
国家火星探测任务是建设航天强国进程中的重大标志性工程,是中国航天走向更远深空的里程碑工程.智能材料这种集材料、结构和功能于一体的先进材料将会对火星探测任务有所助力.形状记忆聚合物及其复合材料作为一种典型的智能材料,可在有... 国家火星探测任务是建设航天强国进程中的重大标志性工程,是中国航天走向更远深空的里程碑工程.智能材料这种集材料、结构和功能于一体的先进材料将会对火星探测任务有所助力.形状记忆聚合物及其复合材料作为一种典型的智能材料,可在有效减轻载荷的同时实现自主变形,已经在地球同步轨道航天器的应用中崭露头角.因此有必要研究这种新型环氧基形状记忆聚合物复合材料应用于火星探测工程的可能性.首先,针对“天问一号”火星探测器的任务需求,设计了一个具有自释放功能的着陆平台国旗装置.其中的锁紧释放装置由碳纤维增强的形状记忆聚合物复合材料制成,分别从静态拉伸力学性能、动态热机械性能和形状记忆性能三个角度评估了空间辐照和长期存储对形状记忆聚合物复合材料的影响.其中,空间辐照包括γ射线和紫外射线,辐照剂量分别为5×10^(5)rad和23.6 kCal.长期存储分为低温-196℃、室温25℃和高温85℃存储30天,和低温-196℃存储457天两组实验.最后,从“祝融号”火星车所携带相机拍摄的照片可以看到五星红旗被成功释放,旗面平整、图案清晰.这说明所研究的环氧基形状记忆聚合物复合材料可成功应用于火星探测任务,未来有望以多种结构形式助力我国的火星采样返回乃至其它深空探测任务. 展开更多
关键词 形状记忆聚合物复合材料 空间辐照 长期存储 自释放机构 “天问一号”火星探测器
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“祝融号”火星车次表层雷达干/水冰探测类比试验 被引量:1
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作者 刘海 李鉴辉 +2 位作者 孟旭 周斌 方广有 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1336-1342,共7页
2021年5月22日,我国第1辆火星探测车“祝融号”开始在火星表面执行探测任务,其搭载的次表层探测雷达(RoPeR)包含高、低频两个通道,有望在不同的分辨率上揭示着陆区火星次表层结构。其中高频通道采用一对工作带宽为0.45~2.15 GHz的Vivald... 2021年5月22日,我国第1辆火星探测车“祝融号”开始在火星表面执行探测任务,其搭载的次表层探测雷达(RoPeR)包含高、低频两个通道,有望在不同的分辨率上揭示着陆区火星次表层结构。其中高频通道采用一对工作带宽为0.45~2.15 GHz的Vivaldi天线阵列,可以采集4种不同天线组合(HH,HV,VH和VV)的全极化雷达回波数据,用于调查着陆区火壤浅层结构并寻找次表层中可能存在的干/水冰。该文通过室内类比试验研究了RoPeR探测和区分干冰与水冰的能力,试验结果表明,干冰和水冰目标具有不同的极化散射特性,并利用H-α极化分解方法初步区分了干冰和水冰。 展开更多
关键词 天问一号 火星雷达 水冰探测 极化分解
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