[发明专利]一种火星轨道的微小探测器

说明书

技术领域

本发明涉及火星探测系统，具体涉及一种火星轨道的微小探测器。

背景技术

我国计划于2015年12月发射火星全球遥感探测器，实现火星环绕遥感探测并同时开展火星着陆验证任务；于2022年发射火星软着陆/巡视探测器，实现火星着陆与巡视探测；于2028年发射火星探测器，实现火星表面自动采样返回。

由于火星环境的特殊，距离地球遥远，需要对火星着陆器的进入、下降、着陆、巡视、火星表面起飞等关键过程进行监视；同时，单个火星环绕器对着陆器的通信弧段较短，限制了着陆器探测数据向地球转发的数据量。通过发射多颗火星环绕器可以解决火星着陆关键过程的实时监测、着陆器对环绕器通信弧段短、火星全球监测等问题；同时，受火星探测发射窗口和运载能力的约束，火星探测器在重量、尺寸上严格受限，以重量轻、结构紧凑、空间利用率高为目标，开展了微小火星探测器总体设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可用于火星探测的微小探测器，这种探测器可以直接应用于我国火星首次探测，可为我国火星着陆、巡视、火星取样返回等任务提供中继通信服务，也可通过安装某种小型有效载荷实现相应的环火科学探测，同时也为其他地外行星小型环绕探测器的设计提供参考。

根据本发明的一个方面，提供一种姿控分系统火星轨道的微小探测器，包括舱体、太阳电池阵、热控分系统、推进分系统、电源分系统、通信分系统、综合电子分系统，热控分系统、推进分系统、电源分系统、通信分系统、综合电子分系统安装于舱体，其中：舱体为六面体构型，包括底板、顶板、十字隔板、侧板，底板、顶板、侧板构成六面体，在六面体内部的十字隔板的上缘、下缘、侧缘分别连接底板、顶板、侧板；太阳电池阵固定于顶板；热控分系统用于控制探测器内部和外部环境的热交换过程，使探测器各分系统仪器设备的温度保持在要求的范围之内；姿控分系统采用零动量三轴稳定控制方式；推进分系统为冷气推进系统，用于作为姿控分系统的执行机构完成与主环绕器分离时的初始速率阻尼、飞轮卸载和姿态控制；电源分系统用于满足探测器在轨运行期间各种工作模式下的功率需求；通信分系统主用于完成着陆器探测数据与自身载荷数据的转发，以及接收主环绕器的控制指令；综合电子分系统用于完成对各分系统的数据处理、控制、供配电，同时也为姿态与轨道计算提供硬件平台。

优选地，通信分系统包括UHF通信机和3付UHF微带天线，其中，1付UHF微带天线安装于+X向侧板，其余2付天线分别安装于底板和-X向侧板，UHF通信机安装于底板。

优选地，姿控分系统包括多个模拟太阳角计，模拟太阳角计分别安装在顶板和底板。

优选地，六面体结构尺寸为754mm×754mm×292mm。

优选地，舱体的舱内净高度为250mm。

优选地，包络体积为770mm×754mm×332mm。

优选地，通过工作于UHF频段的通信分系统实现与火星着陆器的通信，并将着陆探测数据向主环绕器转发，最终由主环绕器将数据下传至地球地面站。

本发明通过以上分系统研制成一种运行于火星轨道的微小探测器，能够以较小的发射代价实现火星着陆关键过程的准实时监测、增加着陆器对环绕器通信弧段以及火星全球监测等功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是探测器中继通信示意图；

图2是探测器外形示意图；

图3是探测器结构示意图；

图4是探测器组成示意图；

图5是探测器外形示意图，其中，子图（1）为俯视角度的结构示意图，子图（2）为侧视角度的结构示意图。

图中：

1001为小环绕器；

1002为主环绕器；

1003为着陆舱；

1004为巡视车；

1005为采样返回装置；

1为模拟太阳角计；

2为太阳电池阵；

3为微带天线；

4为太阳电池阵基板；

5为顶板；

6为十字隔板；

7为侧板；

8为底板；

9为综合电子分系统；

10为星敏A；

11为星敏B；

12为载荷；

13为UHF通信机；

14为飞轮；

15为锂电池组；

16为贮箱。

具体实施方式