火星大气O_3光谱探测技术

O3是火星大气中最重要、最活跃的分子之一,它不仅能够控制到达火星地面的紫外光通量,而且能够追踪大气中水蒸气光化解产生的HOX基,同时也是建立火星大气光化学模型的基础。文章主要描述通过天基遥感和地基遥感两种方法探测得到火星大气O3含量,包括空间和时间的分布、垂直剖面及其变化;具体分析了两种方法的探测机理,详细描述了国际相应光谱仪的整机结构和探测的重要成果,为中国进行深空探测提供了参考。

基于新近重力场模型MRO120D的火星探测器轨道仿真与分析

针对火星探测器在轨运行时间的问题,利用动力学方法和最新火星重力场模型MRO120D,对220km和150km初始轨道高度的火星探测器进行轨道仿真分析.结果表明,考虑重力场模型二阶位系数C_(20)时,探测器在220km轨道高度能够在计算时间内长期稳定地运行,不考虑该系数的探测器在轨运行时间不足40d,说明位系数C_(20)是稳定轨道的重要因素.在相同条件下,探测器在150km轨道高度运行时间不足18d,说明大气阻力效应对低轨探测器的影响较大.在满足相关科学任务的条件下,建议初始轨道设计在220km以上,以此获得较长的在轨运行时间.

基于等离子体磁壳的行星探测器制动机理研究

等离子体磁壳制动技术是一种新型的行星探测器制动手段,具有制动阻力可调、可靠性高、结构质量小等优势,具有潜在的应用前景。开展了等离子体磁壳制动产生方式与工作机理的数值仿真研究。首先,以火星探测器的制动为背景,将等离子体磁壳简化为圆柱构型,建立了等离子体磁壳宏观模型,得到了制动阻力、有效捕获面积和探测器速度随轨道高度的变化关系。随后以等离子体磁壳中离子、电子和次中性粒子之间的相互作用为研究对象,建立了等离子体磁壳微观模型,获得了等离子体粒子数密度和温度随时间变化的规律。微观模型与宏观模型计算出的制动阻力一致,验证了两种模型的有效性。

我国未来在轨监测火星沙尘暴的设想和方案

火星是地球的近邻,它的自转周期(约为24.6 h)及自转倾角(约为25°)都与地球的接近.火星公转周期为687 d,有稀薄的大气(主要成分为CO_(2)),有四季交替的气候变化,表面温度(夏天)最高时可达20°C.火星两极被冰(干冰和水冰的混合物)所覆盖,并有着消融和冰冻的季节周期变化.火星表面布满河道、峡谷、沟壑、冲积平原等地貌特征.在太阳系行星系统中,火星的气候环境最为接近地球.

火星探测器跟踪及VLBI测定轨分析

我国将于2020年首次发射由轨道器和火星车组成的火星探测器.火星探测器的跟踪及精密测定轨是完成工程任务和科学探测的前提.本文首先分析了火星探测器跟踪技术.然后在简述好奇号火星车VLBI观测频度和测定轨精度的基础上,以2020年7月发射的火星探测器为例,给出了深空机动、近火制动、平面机动、降轨前等关键测控弧段的太阳等离子体时延、各测站观测仰角等参数.分析了我国VLBI网对火星探测器的测定轨能力以及关键弧段的测定轨精度.用5 d的测距测速数据、测速测距+VLBI数据分别进行定轨并预报2 d至近火制动点,三维定轨误差(1σ,下同)由只用测速测距时的45.7 km降至18.8 km,近火点高度预报误差由28.2 km降至7.6 km,体现了VLBI在近火制动等关键测控弧段对定轨和轨道预报精度提高的贡献.在测距、测速和VLBI时延测量误差降低后,近火制动段定轨和预报误差会进一步降低.