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火星采样返回任务轨道方案初步设计

论文摘要

火星采样返回是近年国际上深空探测规划的重点任务.本文考虑开展火星探测任务的实际工程约束,以2028年发射机会为例,对火星采样返回任务全飞行过程各阶段的轨道方案进行了研究,在不同方案比较分析的基础上,推荐未来开展火星采样返回任务的可能轨道方案.对任务轨道进行了初步分析和设计,给出了主要阶段的分析结果,讨论重点包括发射转移、近火制动、火星轨道交会对接和火地转移等飞行阶段轨道方案的初步设计.分析表明:火星采样返回任务每两年有一次发射机会,其中2028年发射窗口集中在11月;考虑到重型火箭研发风险,可以采用现役火箭分别发射着陆上升组合体和轨返组合体的两次发射方案;从火星返回地球,约两年有一次返回机会,火星出发窗口和地球出发窗口相差约两年时间.

论文目录

  • 1 引言
  • 2 任务分析
  •   2.1 设计输入条件
  •   2.2 地火转移轨道
  •     2.2.1 霍曼转移轨道
  •     2.2.2 借力飞行轨道
  •     2.2.3 电推转移轨道
  •   2.3 发射机会分析
  •   2.4 近火制动轨道
  •   2.5 环火交会轨道
  •     2.5.1 远程导引变轨策略初始设计方法
  •     2.5.2 上升器实施远程导引
  •     2.5.3 轨道器实施远程导引
  •   2.6 火地转移轨道
  • 3 飞行轨道初步方案
  •   3.1 发射转移轨道
  •     3.1.1 一次发射
  •     3.1.2 两次发射
  •     3.1.3 地火转移中途修正
  •   3.2 近火制动和进入点
  •     3.2.1 基本环火轨道参数
  •     3.2.2 近火制动速度增量
  •     3.2.3 进入点状态
  •   3.3 采样点
  •   3.4 火星轨道交会轨道
  •     3.4.1 初始轨道参数选择
  •     3.4.2 火星轨道交会窗口和上升时机
  •     3.4.3 轨道器远程导引
  •     3.4.4 速度增量预算
  •   3.5 火地转移
  • 4 结束语

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 汪中生,周文艳,田百义,张磊,彭兢

    关键词: 火星采样返回,轨道方案,发射机会,近火制动,火星轨道交会,火地转移

    来源: 中国科学:物理学 力学 天文学 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 北京空间飞行器总体设计部

    基金: 国家国防科技工业局探月与航天工程中心深空探测重大专项资助

    分类号: V412.41

    页码: 156-171

    总页数: 16

    文件大小: 1694K

    下载量: 331

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/87aa53ff6641a7a81d60151a.html