“天问一号”火星探测器UHF频段中继通信系统设计

“天问一号”火星探测器超高频(Ultra high frequency,UHF)频段中继通信系统作为中国首次火星探测任务实现的重要组成部分,负责为着陆巡视器与环绕器之间在火星进入、下降、着陆阶段(Entry,descent and landing,EDL)与火面巡视阶段提供高效可靠的通信服务。本文对中国火星探测器UHF频段中继通信方案进行了介绍,给出中继通信系统的组成、技术指标及链路设计方法,并对在轨飞行试验数据进行了分析。结果表明,全新研制的“天问一号”探测器UHF频段中继通信系统圆满完成了任务目标,其设计、实现和应用为后续中国深空中继通信系统研制提供了技术参考。

“天问一号”火星探测器着陆控制方案研究

本文先依据“天问一号”着陆的有关数据,运用数学和物理方法,建立着陆器的运动模型方程;再借助蒙特卡罗模型和遗传算法,分别基于耗时最短、燃耗最优的目标,设计着陆的控制策略。根据“天问一号”着陆的真实值数据,对模型进行了匹配度检验,结果表明:运动模型结果与真实值数据的误差较小,说明该运动模型具有可靠性,可以使其广泛应用于人类对其他星球的进一步探测,为宇宙探测计划提供参考性技术。

“天问一号”火星探测器成功发射

7月23日12时41分,中国在文昌航天发射场用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务"天问一号"探测器。火箭飞行约2167秒后,成功将"天问一号"探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了中国行星探测第一步。

中国发射“天问一号”火星探测器

“天问一号”是中国行星探测任务“天问系列”中的首次火星探测任务。“天问系列”名称源于屈原的长诗《天问》,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。一起来感受科技绽放的独特魅力吧!

我国“天问一号”火星探测器成功发射

2020年7月23日,我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务"天问一号"探测器,成功将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步。"天问一号"探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后.

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星探测任务的着陆过程提供一定参考。

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。

火星探测器动力学模型优化及“天问一号”探测器定轨研究

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。

长征五号火箭成功发射天问一号火星探测器

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。

对“天问一号”火星探测器成功发射的理论解读

【背景材料】2020年7月23日,我国首次火星探测任务"天问一号"探测器在中国文昌航天发射场启程。随着长征五号遥四火箭的点火升空,我国拉开了向更遥远的深空探测的序幕。我国将通过一次发射,实现"绕、着、巡"三大任务,这在世界航天史上尚属首次。

天问一号探测器高动态着陆惯导系统设计与试验

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。

“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。

“天问”一号火星探测器 推进分系统奔火之路

2014年9月2日,国防科技工业局探月与航天工程中心启动了“天问”一号火星探测器工程研制工作,推进分系统关键技术攻关及工程研制的启动时间更早。2016年3月24日,“天问”一号任务正式批复立项;2020年7月23日12时41分,“长征”五号火箭在海南文昌发射场将“天问”一号探测器送入奔火轨道;2021年2月10日,探测器成功实施第一次近火制动。

“天问一号”探测器成功完成首次火星探测任务

【本刊讯】近日,由中国航天科技集团有限公司研制的我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动,环绕器3000N轨控发动机点火时长约15分钟,探测器顺利进入近火点高度约400千米,周期约10个地球日,倾角约10°的大椭圆环火轨道,成为我国第一颗人造火星卫星,实现“绕、着、巡”目标的第一步,环绕火星获得成功。

基于萤火一号技术的自主火星探测器方案

提出了基于萤火一号(YH-1)火星探测器技术的自主火星探测器方案,可携带多种有效载荷在准太阳同步圆轨道上对火星进行科学探测。该方案具有可实现性强、成本低、研制周期短等特点,并能满足火星探测后续工程中的环绕器设计要求,利于我国火星探测的长远发展。利用长征三号乙运载火箭,在西昌卫星发射中心就可实现2013/2016年的我国自主火星探测。

SAGA世家表,带你探寻无尽星河,天问及揽月系列全新上市——共同见证中国首次火星探测器“天问一号”成功发射

SAGA世家表,与您共同见证"天问一号"成功发射!中国首次火星探测器"天问一号"从中国海南文昌顺利启航,踏上了它的火星之旅。7月23日12点41分,"长征五号"火箭搭载这个重5吨的探测器,从文昌航天发射场顺利升空,成功进入预定轨道。SAGA世家表Moon&Mars系列新品发布会,选在文昌航天发射现场,与中国火星探测工程一起联名,共同见证中国火星探测的第一步。

天问一号探测器奔赴火星轨道

2020年10月9日23时,天问一号探测器主发动机点火工作480余秒,顺利完成深空机动。深空机动是此次火星探测任务的重要里程碑,之后,天问一号探测器将正式踏上奔赴火星轨道的征途。

中国首次火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星

2021年5月15日7时18分,天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,中国首次火星探测任务着陆火星取得成功,成为第二个成功着陆火星的国家。天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器两部分组成,两器分离约30分钟后,环绕器升轨返回火星停泊轨道,成为着陆巡视器与地球的通信中继站,开启环火科学探测任务。

“天问一号”踏征程 “电波卫士”展风采——海南省无管机构为火星探测器发射任务提供无线电安全保障纪实

2020年7月23日12时41分,长征五号遥四运载火箭托举着执行我国首次火星探测任务的"天问一号"探测器,在中国文昌航天发射场点火升空。这是长征五号运载火箭首次执行应用性发射,火箭飞行约2167秒后,成功将"天问一号"探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测的第一步。此次火星探测是我国行星探测阶段的首次任务,也是我国深空探测领域全新的里程碑,有望一次实现"环绕、着陆、巡视"3个目标。航天专家表示,这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的,面临的挑战也是前所未有的。

功成不必在我,功成必定有我——访“天问一号”火星探测器信标装置研制团队

2021年5月15日,"天问一号"火星探测器的着陆巡视器成功降落在火星乌托邦平原南部预选着陆区,这是中国航天器首次在地外行星着陆。从此,这颗红色的星球上有了中国的印迹。"天问一号"火星探测器是中国航天走向更远深空的国之重器,集千千万万科技工作者的智慧于一身。在辛苦付出的科技工作者中,就有南京航空航天大学航天学院"天问一号"火星探测器信标装置研制团队(简称信标团队)的身影。这是全国唯一一个独立承担探测器单机载荷的高校团队。