火星采样返回任务轨道方案初步设计

火星采样返回是近年国际上深空探测规划的重点任务.本文考虑开展火星探测任务的实际工程约束,以2028年发射机会为例,对火星采样返回任务全飞行过程各阶段的轨道方案进行了研究,在不同方案比较分析的基础上,推荐未来开展火星采样返回任务的可能轨道方案.对任务轨道进行了初步分析和设计,给出了主要阶段的分析结果,讨论重点包括发射转移、近火制动、火星轨道交会对接和火地转移等飞行阶段轨道方案的初步设计.分析表明:火星采样返回任务每两年有一次发射机会,其中2028年发射窗口集中在11月;考虑到重型火箭研发风险,可以采用现役火箭分别发射着陆上升组合体和轨返组合体的两次发射方案;从火星返回地球,约两年有一次返回机会,火星出发窗口和地球出发窗口相差约两年时间.