萤火一号火星探测器有效载荷分系统设计.pdf

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1、第30卷2013年第4期上海AEROSPACE航天SHANGHAI159文章编号：1006一1630(2013)04—0159一05萤火一号火星探测器有效载荷分系统设计孙越强1，吕良庆1、2，王世金1，朱光武1，李磊1，吴季1，王赤1，赵华1(1．中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190；2．中国科学院大学，北京100190)摘要：对萤火一号(YH一1)火星探测器有效载荷分系统设计进行了研究。根据YH一1科学探测任务、约束条件和特点，确定了探测器有效载荷配置为等离子体包、磁强计、掩星接收

2、机和光学成像仪。各有效载荷采取单一工作模式，以简化控制。介绍了各有效栽荷的控制和数据处理方式，以及有效载荷分系统的巡航段自检、火星空间环境探测、星星掩星实验、拍照、星地掩星实验等工作模式。对有效载荷的数据量进行了分析和设计。分析表明：YH1火星探测器有效载荷的配置和设计能满足科学探测任务的需要，且具协调性、可操作性和资源利用充分性。关键词：火星探测；空间环境；有效载荷；系统设计中图分类号：V447文献标志码：ADesignOfPaylOadSubsystemofY】÷I-1MarsPrObeSUN

3、Yue-qian91，LULiang—qin91～，WANGShHinl，ZHUGuang—wul，I。II。eil，WUJil，WANGChil，ZHA0Hual(1．CenterforSpaceScienceandAppliedResearch，ChineseAcademyofScience，Be幻ing100190，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Be幻ing100190，China)Abstract：Thedesignofpaylo

4、adsubsystemforYH一1Marsprobewasstudiedinthispaper．Theplasmapacketage，magnetometer，occultationreceiverandopticalimagerwereselectedasthepayloadofYH一1Marsprobeaccordingtothesciencetask，constraintandcharacteristicofYH一1project．onlyoneoperationmodulewasused

5、foreachpayloadtosimplifythecontr01．Thecontrolanddataprocessingmethodofeachpayloadwereintroduced．Theoperationmodulesofthepayloadsubsystemwhichwerecruiseself-checking，IⅥarsspaceenvironmentexploration，spacecraft—spacecraftoccultationexperiment，photograph

6、ingandspacecraft—Marsoccultationwerepresented．ItwasshowedthatthepayloaddepIoymentanddesignofYH一1IⅥarsprobecouldmeettherequirementsofthescientificobjectives，whichwascoordinate，harmony，easyhandleandsufficiencyoftheresourceuse．Keywords：Marsexploration；Sp

7、aceenvironment；Payload；SystemdesignO·引言在中俄联合火星探测项目中，中方确定的四大科学探测目标是：探测火星空间磁场、电离层和粒子分布及其变化规律；探测火星大气粒子逃逸率；探测火星地形、地貌和沙尘暴；探测火星重力场[1]。为此，YH一1火星探测器配置了一批高性能科学探测仪器作为有效载荷。其中：等离子体探测包用于探测空问等离子体；高精度磁通门磁强计用于探测火收稿日期：2012一09—25作者简介：孙越强(1953一)，女，研究员，主要从事航天工程和空间探测器研发。星

8、轨道的磁场分布；星星掩星接收机与俄罗斯福布斯(FGSC)火星探测器配合，主要探测火星正午和子夜电离层的电子密度；光学成像仪用于探测火星地形、地貌与沙尘暴。本文介绍了YH一1火星探测器有效载荷分系统设计。1设计依据科学探测目标和工程设计约束是YH一1火星探测器有效载荷配置、设计的基本依据。选择有效载荷时，考虑了以下因素。a)YH一1火星探测器轨道YH一1火星探测器搭载俄方FGSC火星探测160上海航天AERoSPACESHANGHAl第30卷2013年第4期器，进入近火点800km、