全向式多室连通火星着陆缓冲气囊的多目标优化设计

针对基于地面模拟试验传统设计方法难以对全向式多室连通气囊进行优化设计的问题,采用基于有限元仿真、试验及多目标优化相结合的方法对该气囊系统进行了优化设计。在优化设计过程中,建立了可以分析全向式多室连通气囊(包裹了着陆探测器)的火星着陆缓冲过程的有限元模型,并进行了部分冲击试验,验证了该模型的准确性;然后基于有限元仿真结果,构建了目标函数的多项式代理模型;根据该模型,运用多目遗传算法对气囊系统进行了优化设计,系统的轻量化与单位质量吸能性能得到显著提高。该研究方法对全向式多室连通火星着陆缓冲气囊及其类似装备的设计具有很好的指导意义。

火星着陆器抛背罩分离体气动特性

为便于火星着陆器抛背罩安全性仿真,针对火星着陆器简化外形开展了背罩分离的定常数值计算,分析了着陆平台与背罩之间的气动效应,获得了着陆平台与背罩的轴向力系数随分离间距的变化规律。结果表明:初始分离瞬间,由于着陆平台嵌入背罩内部,它们之间的压力接近驻点压力,随着分离间距的增加,背罩与着陆平台之间的压力逐渐由接近驻点压力慢慢过渡到接近底部绕流压力,至分离间距为0.1倍大底直径后,背罩一直处于着陆平台的底部绕流区。分离间距为0~0.06倍大底直径时,背罩的轴向力系数大于着陆平台,容易分离;分离间距为0.06~6倍大底直径时,着陆平台的轴向力系数大于背罩,存在分离后重新结合并发生碰撞的危险,且在分离间距为1倍大底直径时,着陆平台与背罩之间由于回流作用而产生的吸力达到峰值,此时发生碰撞的危险系数最大;分离间距超过6倍大底直径后,背罩的轴向力系数再次超越着陆平台,可以确保抛背罩安全分离。

火星着陆关键环节多学科交叉设计与验证

针对火星着陆任务在飞行环境、地面验证、系统间关联性等方面面临的技术挑战,根据火星着陆关键环节涉及的气动减速、降落伞减速、动力下降和着陆缓冲四个主要阶段,分别分析了大气进入方式、进入初始条件、气动外形、防热、开伞控制、大底弹射、背罩规避机动与触火关机等关键要素,并介绍了天问一号与其他典型火星着陆任务开展的多学科交叉设计过程与研究结果。此外,探讨了关键系统物理试验与全系统仿真相融合的火星着陆试验验证方法。

火星着陆任务落点误差快速分析方法

在火星着陆任务设计中,为高效地评估进入点导航误差等动力学方程中的不确定因素对着陆精度的影响,引入Galerkin投影法则,提出一种火星着陆落点不确定度快速预报与分析方法.该方法采用Wiener-Askey正交多项式逼近着陆器状态,将落点误差的预报问题转换为1个确定性微分方程的求解问题.最后以我国未来实施火星着陆探测为背景,分别用本文算法和蒙特卡洛方法进行数值仿真分析,结果表明,本文算法能够对落点偏差进行快速分析,准确预测其均值和方差,且计算效率明显提高.

气囊式火星着陆器稳健性优化设计

气囊式火星着陆器结构复杂,关键参数多,工况极端,不确定因素多且可靠性要求高。针对气囊式火星着陆器优化设计中的计算效率问题,采用基于超级计算平台并行分布式计算技术与稳健性优化设计理论的多目标稳健性优化方法对复杂气囊系统进行了稳健性优化设计。结果表明:超级计算平台的应用使稳健性优化的计算效率得到了显著提升;稳健优化设计后的气囊式火星着陆系统的可靠性有明显改善。

火星着陆自主导航方案研究进展

火星着陆导航技术是火星着陆过程的核心技术之一。围绕火星着陆环境特点与导航技术遇到的挑战,分析了目前火星着陆过程的导航能力和自主导航的发展趋势,并针对火星着陆过程的特殊性和导航需求,概述了火星着陆过程各阶段自主导航方案的研究现状与进展。进而从导航方案设计与配置、导航模型建立与仿真、导航方案性能分析等方面,对自主导航方案的最新研究进展进行了分析,并在火星着陆全过程自主导航方案综合仿真的基础上,获得了满足火星定点着陆要求的各阶段交接点应满足的导航精度。最后,基于目前技术现状和发展趋势,提出了构建"递进式三阶段"火星着陆自主导航方案的设想,可为未来火星着陆自主导航方案的设计与论证提供参考。

基于工程约束的火星着陆区选择

火星着陆区选择是火星着陆及巡视任务的重要工作之一,着陆区选择需要兼顾科学目标和工程约束,考虑高风险的任务特点,火星着陆任务的工程约束更为重要。工程约束涉及着陆区表面特征、任务轨道、大气等。表面特征包括地理高程、斜坡及地形起伏、岩石分布、尘土厚度、光照、热约束情况。这些因素将影响探测器进入、下降和着陆(EDL)过程的安全性和火星车移动能力。首先针对这些工程约束进行了排序与筛选;然后建立了基于模糊算法的分析模型,通过模糊推理得到各着陆区域的评价指标,从而进行着陆区选择;最后基于Exo Mars2020任务的备选着陆区进行了方法验证。

火星着陆器地形测图技术研究

分析了勇气号、机遇号、好奇心号火星漫游车和凤凰号火星着陆器的测图遥感器性能、数据处理技术和火星地形测图产品;提出了火星地形测图未来发展的一些趋势,如遥感器向高分辨率、立体彩色遥感器的方向发展,数字立体摄影测量技术和光倾斜测量技术及激光测高技术将更加紧密融合并相互补充,正在由单一的测图产品向多种数字产品发展,测图产品的精度也在大幅度提高。

火星着陆巡视器悬停、避障试验风险管理实践

本文介绍了火星着陆巡视器悬停、避障试验实施风险管理的内容和一般过程。按照大型试验"提前策划,主动控制"的风险管理思路,从技术和管理两个方面进行风险识别和评估,制订针对性的风险应对措施。在试验执行过程中,对风险及应对措施的有效性进行监控,有效地保证了项目的顺利进行,为该试验任务的圆满完成打下基础。

NASA拍摄到欧洲火星着陆器坠毁地点

据腾讯网2016年10月25日报道，NASA的“火星轨道勘测飞行器”（MRO）在火星表面发现最新形成的印痕，确信与ESA的“夏帕瑞丽”（Schiaparelli）火星着陆器有关，MRO拍摄照片上的亮点可能是“夏帕瑞丽”的降落伞，远处的黑斑是着陆器本身撞击在火星表面形成的，

洞察号火星着陆器将于2018年5月发射

据《科技日报》2017年11月15日报道,NASA的洞察号（InSight）火星着陆器预计于2018年5月发射.目前,着陆器正在进行热真空试验.洞察号的任务是探寻火星的内部构造,为能否在火星建造永久建筑物提供参考;帮助科学家研究40多亿年前陆地世界的形成过程;此外,它还能了解火星内部温度信息,利用一流设备研究的火星天气,能揭示太阳风、宇宙射线和带电粒子如何通过大气传播冲击火星表面.

“毅力”号火星着陆!

美国"毅力"号火星车于2021年2月18日在火星成功着陆,将寻找火星上可能存在过的生命迹象。据美国航天局介绍,"毅力"号于美国东部时间18日15时48分许(北京时间19日4时48分许)进入火星大气层,在7 min内完成进入、下降和着陆,于15时55分许在火星赤道以北的耶泽罗陨石坑着陆。随后,任务团队在社交媒体上公布了"毅力"号登陆火星后拍摄并传回地球的第一张照片。

火星着陆舱制动推进系统分析

21世纪将是行星探测和开发的时期，其中关键技术是探测器的软着陆技术，为实现真正的软着陆，制动推进系统必不可少的。我国在这方面研究甚少，尚无实践经验。加强这方面的研究工作势在必行。制动技术在上有一定的难度，所以苏联在火星着陆中采用被动的降落伞制动装置。我国在返回式卫星的回收过程中也是采和降落伞制动装置。美国火星计划中火星着陆舱天火星着陆时所使用的制动系统为我们提供了可借鉴的经验。文中对美国海盗号着陆舱和火星极地着陆计划的着陆舱的制动推进系统及着陆过程作了较为详细的介绍。强调了其系统的新颖之处，对我国推进系统的研制和开发有一定的借鉴作用。

天问一号火星着陆惊心动魄的9分钟

5月15日7时18分,中国天问一号探测器稳稳降落在位于火星北半球的乌托邦平原上。至此,我国首次火星探测任务顺利度过了最为凶险的阶段——从进入火星大气层到着陆火星表面的"惊心动魄9分钟"。"天问一号"成功着陆,意味着我国成为世界上第二个航天器成功着陆火星的国家。

惯测器件差错致欧洲火星着陆器坠毁

近日欧空局称，2016年10月19日其“斯基亚帕雷利”着陆器在火星上坠毁的原因是因为惯性测量单元（IMU）莫名其妙地出现饱和，从而把错误的数据发给了着陆器的计算机，致使着陆器计算机以为已经或即将着陆，进而降落伞被抛掉、反推制动推力器短时点火工作以及本该落地后启动的地面系统提前启动。

惯测差错导致欧洲火星着陆器坠毁

欧空局2016年11月23日称，其“斯基亚帕雷利”着陆器10月19日在火星上坠毁是因为惯性测量单元（IMU）莫名其妙地出现饱和，从而把错误的数据发给了着陆器的计算机，迫使降落伞被过早抛掉。

“凤凰”号火星着陆器成功发射

NASA的“凤凰”号火星着陆器搭乘“德尔它”-2火箭8月4日从卡纳维尔角的美国空军基地成功发射，其任务旨在确定火星北极附近的结冰土地是否曾有生命的存在。

小型火星着陆器中选NASA“发现”计划下一项任务

NASA近日宣布，用于研究火星地质构成的一个小型着陆器方案已成为该局“发现”计划下的第12项任务。中选的这个火星着陆器称为“见识”（1nSight，由“利用地震调查、测地与热输运的内部探测”英文缩写而来），由喷气推进实验室管理，不含发射在内费用封顶为4．25亿美元（201O年美元值）。