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我國自主火星環繞探測的技術方案出爐

據悉,我國將于2013年11月發射自主火星探測器,自主火星環繞探測技術方案是由中國空間技術研究院提出并實現的。其中,大部分分系統硬件是可繼承的,而且技術成熟,目前,測控數傳仍然是難點。

  與世界航天強國相比,我國的火星探測起步較晚,與國外深空探測領域的技術水平存在一定差距。月球和火星探測是當代深空探測的重點領域。從國外航天發展歷程和未來規劃來看,火星是深空探測任務中最重要的對象,月球是深空探測的第一步,而火星探測是行星際探測的開端。

  來自中國航天界的專家,第三屆中國空間技術論壇以火星探測為主題,分別就我國火星探測任務中科學目標的實現、重型運載火箭、中俄聯合探測火星工程、總體方案設計、測控通信系統以及火星探測中的新技術應用等作了專題報告,并就火星探測的重點、熱點和難題問題進行了深入研討。

在該方案中,探測器發射質量約2350千克,干重1040千克,攜帶約110千克有效載荷,在環繞火星的橢圓軌道上進行科學探測。黃江川詳細描述了整個火星探測任務的規劃:運載直接將探測器送入地火轉移軌道,在地火轉移軌道上,探測器需經歷約10個月的星際飛行;其間,經過2 —4次中途修正,最后實施火星軌道捕獲;在實現火星捕獲后,探測器進入環繞火星運行的大橢圓軌道;在之后的1—2月之內,探測器對捕獲后的軌道進行調整,最終形成使命軌道,并在此軌道上開展為期1—2年的火星探測。

在本方案中,主結構和推進分系統基本維持原設計狀態,大部分分系統硬件均可繼承已有的成熟技術。他同時表示,這是中國空間技術研究院以嫦娥一號衛星平臺為基礎,綜合應用月球探測一二期工程技術,研究并提出了我國自主火星環繞探測的技術方案。

在隨后的報告中,嫦娥二號測控系統總設計師錢衛平重點談到了這方面的最新進展。錢衛平同時表示,根據我國探月工程二、三期深空測控網的建設和規劃情況,預計2012年我國可實現對深空探測器60%左右的測控覆蓋;規劃的南美洲深空站建成后,以EAS火星快車的星載測控通信分系統指標為例,對我國64米和35米深空站支持火星探測測控通信能力的分析表明,我國兩個深空站建成后將具備支持自主火星探測任務測控通信等基本能力。將實現我國深空探測網的全球布站,對深空探測器的測控覆蓋可達到90%以上。

目前與國外深空探測領域技術水平的差距在不斷擴大,我國在火星探測方面起步較晚,逐步開展以火星為主要目標的探索活動,是提升我國在深空探測實力、縮小差距的要求,也是我國未來航天領域發展的必然趨勢和使命。

    從21日在北京召開的第三屆中國空間技術論壇上獲悉,中國空間技術研究院以嫦娥一號衛星平臺為基礎,參加這次論壇的專家指出,在我國順利實施繞月探測,并按規劃啟動后續“落月、采樣返回”任務的同時,逐步開展以火星為主要目標的探索活動,是提升我國在深空探測領域的實力,縮短差距的必然要求,也是我國未來航天領域發展的必然趨勢和使命。綜合應用月球探測一、二期工程技術,已經研究并提出了我國自主火星環繞探測的技術方案。

  與國外近年來的典型火星探測器如“火星全球勘測者”“奧德賽”“火星快車”等相比,據中國空間技術研究院相關專家介紹,這個方案在載荷承載能力、探測精度、科學目標等方面均達到較高水平。21日,在北京舉行的第三屆中國空間技術論壇上,嫦娥二號衛星總設計師黃江川透露,對火星探測器的變軌能力與運載發射能力等因素研究的結果表明,我國有望在2013年11月發射自主火星探測器。

但黃江川同時坦言,方案中單機設備研制的主要難點之一集中在測控數傳分系統。“與國外近年來的典型火星探測器相比,該方案在載荷承載能力、探測精度、科學目標等方面均達到較高水平。”黃江川解釋,選擇地火轉移軌道,是因為基于衛星平臺的現實基礎和長征三號乙火箭的發射能力,這是采用能量最省的霍曼轉移方式。

他介紹,針對我國正在論證的未來自主火星探測任務,科研人員提出了采用X頻段星地測控系統的配置加UHF(特高頻)提出了在著陸器進入火星大氣、下降和著陸階段,采用UHF頻段軌道器中繼加地面X頻段開環測量方案;研究了發射段、地月轉移軌道段和環繞火星飛行段的X頻段測控通信初步方案;火星車在火星表面開展巡視探測過程中采用X頻段直接對地與軌道器UHF頻段中繼相結合的測控通信方案。

月球是深空探測的第一步,而火星探測是行星際探測的開端。從國外航天發展歷程和未來規劃來看,火星是深空探測任務中最重要的對象。月球和火星探測是當代深空探測的重點領域。

目前與國外深空探測領域技術水平的差距在不斷擴大,逐步開展以火星為主要目標的探索活動,是提升我國在深空探測實力、縮小差距的要求,我國在火星探測方面起步較晚,也是我國未來航天領域發展的必然趨勢和使命。

我國自主火星環繞探測的技術方案出爐
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