无人火星取样返回任务关键环节分析

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天文导航技术专题征稿函

无人火星取样返回任务关键环节分析

孟林智, 董捷, 许映乔, 王硕

文章导航 > 深空探测学报(中英文） > 2016 > 3(2): 114-120,128

孟林智, 董捷, 许映乔, 王硕. 无人火星取样返回任务关键环节分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 114-120,128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

引用本文:

孟林智, 董捷, 许映乔, 王硕. 无人火星取样返回任务关键环节分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 114-120,128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

MENG Linzhi, DONG Jie, XU Yingqiao, WANG Shuo. Analysis of Key Technologies for Unmanned Mars Sample Return Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(2): 114-120,128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

Citation:

MENG Linzhi, DONG Jie, XU Yingqiao, WANG Shuo. Analysis of Key Technologies for Unmanned Mars Sample Return Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(2): 114-120,128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

无人火星取样返回任务关键环节分析

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

1.
北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094
2.
中国空间技术研究院, 北京 100094

Analysis of Key Technologies for Unmanned Mars Sample Return Mission

1.
Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094, China
2.
China Academy of Technology Beijing 100094, China

摘要: 无人火星取样返回探测在科学成果获取和工程能力提升方面均具有重要意义,与国外已经多次实现的火星着陆巡视任务相比,其任务周期更长,技术风险更高。取样返回飞行方式决定了任务的系统顶层设计。通过对国外研究成果的对比论证,认为应当在火星轨道附近完成交会捕获与样品转移任务,因此需要采用2个不同功能探测器:一个完成火星捕获、样品转移收纳与火地返回;另一个完成火星大气进入、表面上升与样品投送。在此基础上对大气进入、起飞上升、火星轨道交会捕获、样品转移、地球再入等关键环节进行任务分析,论证主要技术难点和初步的可实现途径。
- 火星 /
- 取样返回 /
- 方案规划 /
- 任务分析
Abstract: Unmanned Mars sample return mission is of great significance to obtain scientific results and improve engineering ability. The mission period is longer and technical risk is higher compared with several foreign Mars landing and roving missions. The top-level system design is determined by the mission flight mode. The rendezvous capture and sample transfer process should be completed near the Mars orbit. Therefore, two probes with different functions are required:one is used to perform Mars capture, sample storage and Mars-Earth transfer, the other to complete EDL process, Mars surface ascent and sample delivery. Such key issues as EDL mode, Mars ascent vehicle, Mars orbit rendezvous and capture, sample transfer, earth entry vehicle, system scales, rocket selection, etc. are analyzed in this paper. The main technical difficulty and solution approaches are discussed.
- Mars /
- sample return /
- scheme planning /
- mission analysis

[1]	Beaty D W,Grady M,Moura D,et al. Preliminary planning for an international Mars sample return mssioin:report of the international Mars architecture for the return of samples (iMARS)working group[J]. Journal of Henan Judicial Police Vocational College,2014.
[2]	Wercinski P F. Mars sample return:a direct and minimum-risk design[J]. Journal of Spacecraft and Rockets,1996,33(3):381-385.
[3]	Fujita K,Ozawa T,Okudaira K,et al. Conceptual study and key technology development for Mars aeroflyby sample collection[J]. Acta Astronautica,2014(93):84-93.
[4]	Gardini B. The aurora Mars sample return mission[C]//The 54th International Astronautical Congress of the International Astronautical Federation,the International Academy of Astronautics,and the International Institute of Space Law. Bremen,Germany:IAC,2003.
[5]	Richard Mattingly. Mars sample return as a campaign[C]//IEEE Aerospace Conference. California Institute of Technology:Jet Propulsion Laborator,2011:1-13.
[6]	杨孟飞,张高,张伍,等. 探月三期月地高速再入返回飞行器技术设计与实现[J]. 中国科学:技术科学,2015,45(2):111-123.Yang M F,Zhang G,Zhang W,et al. Technique design and realization of the circumlunar return and reentry spacecraft of 3rd phase of Chinese lunar exploration program[J]. Science China Technological Sciences,2015,45(2):111-123.
[7]	Benton M,Segundo E L,Bamford R. Concept for human exploration of neo asteroids using mpcv,deep space vehicle,artificial gravity module,and mini-magnetosphere radiation shield[C]//The 44th AIAA SPACE 2011 Conference and Exposition. Long Beach,CA:AIAA,2011,1-45.
[8]	耿云飞,高洁,陆亚东,等. 轻小型再入飞行器发展研究[J]. 航天器工程,2014,23(6):99-104.Geng Y F,Gao J,Lu Y D,et al. Demonstration of light reentry vehicle development[J]. Spacecraft Engineering,2014,23(6):99-104.
[9]	Samareh J,Glaab L,Winski R G,et al. Multi-mission system analysis for planetary entry (M-SAPE)Version 1.[EB/OL]. (2016-03-25)[2016-03-25]. http://www.ntrs.nasa.gov.

[1]	彭德云, 谢剑锋, 赵凤才, 梁爽, 陈翔, 张爱成. 月球采样返回飞控任务多目标协同规划设计 . 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 191-201. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210082
[2]	尹力, 叶乐佳, 邸凯昌, 刘斌, 孙小珠, 王长焕, 薄正. 坡度变化率建模的低分辨率坡度补偿方法 . 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(3): 311-320. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210161
[3]	陈春亮, 张正峰, 盛瑞卿, 杨孟飞. 深空探测跳跃式再入返回任务设计 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 269-275. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210016
[4]	陈超, 徐瑞, 李朝玉. 基于状态差异的火星巡视器快速任务规划修复方法 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(2): 124-131. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20200075
[5]	王越, 王彪, 王汛, 潘辰安, 姚佩雯, 李晨帆, 李勃. 火星探测任务着陆区选址和地质分析 . 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(4): 371-383. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20190708001
[6]	石海平, 陈燕, 贾阳, 屈严, 刘治钢, 王文强, 彭松. 太阳电池阵火星环境发电建模仿真 . 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(5): 474-480. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2020.20200042
[7]	艾素芬, 向艳超, 雷尧飞, 薛淑艳, 沈宇新, 殷雷, 刘佳, 陈维强. 火星车低密度纳米气凝胶隔热材料制备及性能研究 . 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(5): 466-473. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2020.20200036
[8]	孔令高, 张爱兵, 田峥, 郑香脂, 王文静, 刘勇, 丁建京. 自主火星探测高集成离子与中性粒子分析仪 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 142-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.005
[9]	舒嵘, 徐卫明, 付中梁, 万雄, 袁汝俊. 深空探测中的激光诱导击穿光谱探测仪 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(5): 450-457. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.05.007
[10]	张立华, 熊亮, 王鹏, 孙骥, 周文艳, 高珊, 刘适, 王晓磊, 关轶峰, 张爱兵, 徐进, 陈国辉. “嫦娥4号”中继星任务分析与系统设计 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(6): 515-523. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.003
[11]	刘卫, 钱成, 马超, 姜生元. 火星车三折平展坡道转移方案及转移姿态分析 . 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(3): 287-292. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.03.014
[12]	李建军, 王大轶. 摄动因素对火星环绕段轨道长期影响研究 . 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(1): 77-81. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.01.012
[13]	于正湜, 崔平远. 行星着陆自主导航与制导控制研究现状与趋势 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(4): 345-355. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.04.006
[14]	杨懿, 金双根, 薛岩松. 利用CRISM数据探测火星表面含水矿物及其演化 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 187-194. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.015
[15]	饶炜, 孙泽洲, 孟林智, 王闯, 吉龙. 火星着陆探测任务关键环节技术途径分析 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 121-128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.004
[16]	高朝辉, 童科伟, 时剑波, 申麟. 载人火星和小行星探测任务初步分析 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(1): 10-19. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.002
[17]	杨福全, 赵以德, 李娟, 耿海, 张天平, 周海燕. 主带小行星采样返回任务中的离子电推进应用方案 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 168-173. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.011
[18]	董元元, 崔祜涛, 田阳. 基于栅格地图的火星车路径规划方法 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(4): 289-293. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.04.007
[19]	崔平远, 高艾, 于正湜. 火星着陆自主导航方案研究进展 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(1): 18-27.
[20]	徐青, 耿迅, 蓝朝祯, 邢帅. 火星地形测绘研究综述 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(1): 28-35.

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无人火星取样返回任务关键环节分析

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

1. 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094

2. 中国空间技术研究院, 北京 100094

收稿日期: 2016-03-05
修回日期: 2016-04-06

关键词:

摘要: 无人火星取样返回探测在科学成果获取和工程能力提升方面均具有重要意义,与国外已经多次实现的火星着陆巡视任务相比,其任务周期更长,技术风险更高。取样返回飞行方式决定了任务的系统顶层设计。通过对国外研究成果的对比论证,认为应当在火星轨道附近完成交会捕获与样品转移任务,因此需要采用2个不同功能探测器:一个完成火星捕获、样品转移收纳与火地返回;另一个完成火星大气进入、表面上升与样品投送。在此基础上对大气进入、起飞上升、火星轨道交会捕获、样品转移、地球再入等关键环节进行任务分析,论证主要技术难点和初步的可实现途径。

English Abstract

孟林智, 董捷, 许映乔, 王硕. 无人火星取样返回任务关键环节分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 114-120,128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

引用本文:

孟林智, 董捷, 许映乔, 王硕. 无人火星取样返回任务关键环节分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 114-120,128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

MENG Linzhi, DONG Jie, XU Yingqiao, WANG Shuo. Analysis of Key Technologies for Unmanned Mars Sample Return Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(2): 114-120,128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

Citation:

MENG Linzhi, DONG Jie, XU Yingqiao, WANG Shuo. Analysis of Key Technologies for Unmanned Mars Sample Return Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(2): 114-120,128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.003

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