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。

YH-1火星探测器射频波导测试技术

研究了一种在普通厂房内对萤火一号(YH-1)火星探测器进行射频测试的天线波导射频技术。给出了发射和接收天线波导设计,以及天线波导测试的方法、步骤和测试结果。对电场辐射强度分析表明:采用该天线波导转换器可在普通厂房内进行射频无线测试,满足深空航天器射频测试要求,提高了测试的完整性和安全性。

萤火一号火星探测器磁通门磁强计高精度标定技术

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。

萤火一号火星探测器综合测试软件技术

对YH-1火星探测器测试软件设计进行了研究。介绍了软件系统的结构与组成、通信协议和运行模型。采用了面向对象设计、多线程、曲线显示双缓冲、共享循环数据缓冲区的多曲线显示技术、遥测组合计算,以及数据库等设计。实际应用效果表明:设计的综合测试软件系统具有测试体系结构通用化、数据分析功能和运行性能良好等优点。

萤火一号火星探测器星地测控对接试验技术

介绍了萤火一号(YH-1)火星探测器星地对接测控试验任务及过程。给出了参与试验的YH-1火星探测器、俄罗斯与欧空局地面站设备等的组成和主要技术指标。介绍了试验项目及其原理,分析了副载波多普勒频移测量和电磁屏蔽等关键技术。列出了试验确定的主要技术指标。试验结果证明YH-1火星探测器星地测控参数匹配,相关技术参数可满足火星探测要求,同时确认了地面改造建设是成功的。

萤火一号火星探测器离子分析器设计和仿真技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器离子分析器设计和仿真技术进行了研究。离子分析器采用球带形静电分析器配合"喇叭口"式入射偏转系统的方案。建立了仿真模型并仿真计算了静电分析器因子、能量分辨率和探测视场等参数。仿真结果表明:离子分析器的性能指标优于探测指标,具有2π的探测视场。

萤火一号火星探测器在轨图像处理技术

为提高信道利用率,对萤火一号(YH-1)火星探测器在轨图像处理技术进行了研究。给出了图像处理单元的图像压缩算法原理,设计了压缩图像数据传输的健壮差错控制方案,介绍了针对图像传输设计的图像预览和点播技术。试验结果表明:图像压缩流有较强抗误码特性。

萤火一号火星探测器深空小型无线发射机技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器深空小型无线发射机技术进行了研究。在系统设计中分析了X波段发射机的工作模式,选择适应的通信信道,采用一体化、轻小型化技术。关键性能测试结果表明:X波段发射机各项性能参数符合要求,工作稳定,可用于地面开展甚长基线干涉(VLBI)验证试验。

萤火一号火星探测器技术创新点

结合萤火一号(YH-1)火星探测器的科学目标和工程目标,介绍了该探测器总体设计、结构、电源、测控数传、姿控、热控、综合电子和有效载荷等分系统设计的技术创新点。YH-1火星探测器秉持小型化、集成化、轻型化设计理念,电子单机采用栈接式集成结构,体积小,质量轻,成本低,基本符合国际未来深空探测发展趋势。

萤火一号火星探测器测控数传一体化设计

对萤火一号(YH-1)火星探测器测控数传分系统的测控数传一体化设计进行了研究。介绍了分系统的作用与功能、上下行射频通道和各单机设计方案,以及性能指标。给出了甚长基线干涉(VLBI)信标测试试验、中俄测控对接试验、射频测试试验的结果。给出了分系统设计中采用的小型化集成化、高灵敏度接收及高集成度发射技术。设计的测控数传分系统可满足距离4亿千米通信的需求。

萤火一号火星探测器项目对俄合作管理经验和启示

介绍了中俄联合火星探测工程实施过程中项目管理系统获得的对俄合作管理经验。说明了国际合作模式和条件,以及中俄联合探火工程合作中技术、计划实施和商务管理中出现的矛盾以及解决措施,这些措施有效解决了相关问题。合作中积累的经验和启示对航天领域国际合作有借鉴作用。

萤火一号与俄福布斯火星探测器联合试验经验及启示

对萤火一号(YH-1)与俄福布斯(FGSC)火星探测器的联合试验进行了总结。介绍了俄方探测器的轨道设计、分离切割设计,以及结构上面级技术、构型与布局设计、推进、太阳阵技术、总体电路、测控数传等的研制经验。给出了俄力学试验和测控试验等测试方法。阐述了俄方的工艺及总装特点、发射场工作流程及管理等经验,以及从俄方工作得到的启示,对我国后续自主火星探测器研制有一定的借鉴作用。

萤火一号火星探测器长火影热控设计及试验验证

根据萤火一号(YH-1)火星探测器面临长期火星阴影环境特点,对探测器的长火影热控设计及深冷试验验证进行了研究。给出了YH-1火星探测器长火影热控自主控制流程,以及各阶段热控方案。改造现有真空环境模拟器,完成了我国第一个实现全包络20K超低温背景模拟的探测器级真空热试验。长火影试验结果表明:YH-1火星探测器热控设计能满足度过长火影的温度要求,各单机能在出火影后成功唤醒正常工作。

萤火一号火星探测器热控分系统设计

根据萤火一号(YH-1)火星探测器的热环境特点,对热控分系统设计进行了研究,分析了热控分系统技术难点,给出了方案设计,介绍了大功率单机散热、探测器多模式自主热控和长火影热控等设计。热平衡试验结果验证了热控设计的正确性。

萤火一号火星探测器科学应用数据处理技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器科学应用数据处理技术进行了研究。给出了用磁场数据确定磁堆积区边界(MPB)特性的最小方差分析(MVA)、离子数据各质量通道权重修正和利用星星掩星数据确定火星电离层电子密度等数据处理技术,有助于进一步了解火星空间环境的本质。

萤火一号火星探测器有效载荷数据管理分系统设计与实现

对萤火一号(YH-1)火星探测器有效载荷数据管理分系统的设计与实现进行了研究。为满足探测器轻小型化的要求,分系统对所有载荷进行集中供配电及数据采集、处理、存储和传输,同时为测控数传分系统提供遥测和供配电,配合综合电子分系统,实现对火星探测器的控制。测试结果表明分系统集成度高,处理能力强、抗辐照能力强和可靠性高。

萤火一号火星探测器数字化指令接收机技术

对萤火一号(YH-1)火星探测器的X波段深空指令接收机设计进行了研究。给出了接收机设计原理、技术指标与技术特点。介绍了射频前端的变信道功能、极高的频率稳定度和收发隔离,以及中频处理单元的微弱信号捕获与跟踪、信号解调等设计。设计的接收机具有小体积、轻质量、低功耗和长寿命等特点。电性能测试和对接试验结果表明:接收机设计合理,符合技术指标要求,能满足YH-1火星探测器的应用要求。

萤火一号火星探测器遥控译码器设计与实现

对萤火一号(YH-1)火星探测器遥控译码器的设计与实现进行了研究。给出了遥控译码器的基本功能及适合深空的通信链路协议,介绍了采用模块化设计的硬件和工作模式。给出了可靠性和安全性保障措施。多次地面试验结果表明:YH-1火星探测器遥控译码器设计合理,与其他设备接口匹配正常,各项设计指标满足任务书的要求,设备运行稳定。

萤火一号火星探测器结构分系统设计与试验

对萤火一号(YH-1)火星探测器结构分系统设计与试验进行了研究。为满足轻型化、高刚度和低剩磁等要求,结构分系统采用复合板式箱体结构,使用镁、铝等轻合金和非磁性材料,对关键连接点进行合理设计以提高连接刚度,对承力框架进行拓扑优化设计以减小质量。力学分析和试验结果表明:YH-1火星探测器结构分系统设计正确,结构可靠,满足中俄双方约定的技术要求。

萤火一号火星探测器延寿及可靠性增长措施

分析了萤火一号(YH-1)火星探测器推迟发射后面临的问题,给出地面可靠性保证和超期产品可靠性保证等延寿措施。分析了器上产品产生的变化,对延寿及可靠性增长进行了研究。对推迟发射状况适应性进行分析,消除薄弱环节,进行复核复算,研究了可靠性增长。结果表明:推迟发射期间采取的延寿及可靠性增长设计措施有效。