火星空间环境探测设计与实施.pdf

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1、24上海航天AEROSPACESHANGHAI第30卷2013年第4期文章编号：1006—1630(2013)04一0024一04火星空间环境探测设计与实施昊季，朱光武，王赤，赵华，李磊，孙越强(中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190)摘要：介绍了萤火一号(YH—1)火星探测器的轨道设计，以及火星空间磁场、电离层和粒子分布及其变化规律，火星大气离子逃逸率，火星地形、地貌和沙尘暴，火星重力场等科学目标。给出了探测器等离子体探测包、掩星接收机、磁通门磁强计、光学成像仪等有效栽荷的组成、作用和性能指标。YH一1火星探列器的研制成功为我国后续深空探测活动打下了坚实的基础。关

2、键词：火星探测；YH一1火星探测器；空间环境；磁层；电离层中图分类号：P185．3文献标志码：ADesignandInlplementationofMarsSpaceEnVironmentExplorationWUJi，ZHUGuang—wu，WANGChiiZHAOHua，LILei，SUNYue—qiang(CenterforSpaceScienceandApplledResearch，ChineseAcademyofScience，Be巧ing100190，China)AbstI‘act：TheorbitdesignandthesciencetaskofYH—lMarsp

3、robeoftheChina—RussiajointMarsexplorationprojectwhichwereIvIarsspacemagneticfield，ionosphere，particledistributionanditschanginglaw，IⅥarsatmosphereionescaperate，Marstopography，geomorphologyandsandandduststorm，andMarsgraVityfieldwereintroducedinthispaper．Thepayloadcomposition，functionandperfor

4、manceofYH1ⅣIarsprobethatwereplasmaprobepackage，occultationreceiver，magnetometerandopticalimagerweregivenout．ThedeVelopmentofYH一1】Ⅵarsprobesetupas01idtechn0109ybaseforfurtherdeepspaceexplorationinChina．Keyw叫ds：ExplorationofMars；YH一1Marsprobe；Spaeeenvironment；Magnetosphere；Ionosphere0引言人类利用无人探

5、测器进行火星探测的科学活动始于20世纪60年代初，至今已发射火星探测器40余个。其中，只有前苏联发射的福布斯1、2直接以火卫一为目标，但因技术原因，两次发射均以失败或部分失败告终。2004年6月，在新一轮火星探测热潮兴起之际，俄罗斯联邦航天局局长PERMINOV在温哥华举行的第55届国际宇航联大会上宣布，俄拟于2009年向火卫一发射一艘自导航飞船，执行火卫一采样返回计划。其后，俄航天局邀请中国参加该计划，并愿为中方搭载一颗独立的火星空间环境探测收稿日期：201209—25作者简介：吴季(1958一)，男，博士，研究员，中俄火星联合探测计划萤火一号工程首席科学家，长期从事天线与电

6、波传播、微波遥感和空间科学探测领域的研究。小卫星。当时，我国航天科技界正在开展月球探测活动，并拟交叉或并行进行适度的深空探测。如参加俄火卫一探测计划，无疑将大大推动我国行星探测和基础物理研究的发展，缩短我国与发达国家在相关领域的技术差距，为我国自主火星探测活动积累经验。对我国的航天事业和行星探测研究来说，这是一个非常难得的机会。经不懈努力，中国国家航天局与俄罗斯联邦宇航局达成关于联合火星探测计划的共识；俄方负责研制福布斯一土壤(FGSC)火星探测器，其任务是在火卫一上着陆、采样、返回地球，同时以火卫一为平台，探测火星的空间环境；中方负责研制YH—l火星探测器，任务是环绕火星飞行

7、，探测其空间环境。FGSC，YH一1火星探测器采用一箭双星的模式，由俄天顶号火箭在哈萨克斯坦拜科努尔发射场发射，YH一1火星探测器在发射和飞往火星的巡航段安装第30卷2013年第4期吴季，等：火星空间环境探测设计与实施在FGSC火星探测器上，进入火星环绕轨道后实施分离。本文介绍了萤火一号工程火星空间探测设计与实施。1·轨道设计按计划，联合探测器飞行10～11个月后，于2012年8月进入近火点800km、远火点80000km的火星捕获轨道，此后两探测器以速度1～2m／s分离。受发射质量的限制，