[发明专利]多能源多器组合式木星系及行星穿越探测器

说明书

本发明提供了一种多能源多器组合式木星系及行星穿越探测器，包括木星系探测器和行星穿越探测器，木星系探测器与行星穿越探测器通过器间连接解锁装置连接，木星系探测器采用太阳电池阵加蓄电池进行供电，行星穿越探测器采用放射性同位素热电式发电电源进行供电，木星系探测器与行星穿越探测器上分别设置有第一高增益天线和第二高增益天线，木星系探测器和行星穿越探测器相组合工作，能够完成地球至木星巡航飞行，抵达木星前完成器器分离，木星系探测器在器器分离后，抵达近木点时进行木星制动捕获点火，完成木星环绕探测，行星穿越探测器借力木星后继续飞行开展行星穿越探测。

技术领域

本发明涉及深空探测器领域，具体地，涉及一种多能源多器组合式木星系及行星穿越探测器。

背景技术

深空探测是指利用人造航天器对地球、月球以远的天体实施探测活动。相比于近地探测，深空探测任务具有任务体量大、技术难度相对高等特点。木星及以远行星(土星、天王星、海王星)为气态行星，其组分与太阳类似，且各自拥有数十颗卫星。其中，木星质量最大、体积最大、卫星数量也最多。开展木星及以远行星探测，兼具科学、技术、经济等多方面的重大意义。国际上已实施的木星及以远行星探测中，实现了木星飞越、环绕探测，土星飞越、环绕探测，以及天王星、海王星的飞越探测。

为实现木星及以远行星探测的任务体量、技术难度、科学成果、经济成本等综合最优，在该类任务实施中通常采用行星引力弹弓效应进行探测器速度调整，通过一个或者多个天体的引力提升探测器自己的速度，如伽利略木星探测采用金星-地球-地球借力的方式最终抵达木星。这将会导致探测器经历复杂的空间环境，比如金星处的高温、木星处的低温等。在探测器设计中需设计相应的技术防护措施。

由于木星及以远行星距离太阳距离远，在相应行星位置处对应的光照强度锐减，能源的选择是探测器设计需解决的重要技术问题。针对木星探测，在木星处的太阳辐射强度约50W/m²(地球处约1355W/m²)，尚可以采用太阳能。针对木星以远的行星探测，如果采用近地卫星使用的太阳能将会导致应用效能极低从未无法使用，正因如此放射性同位素热电式发电电源(Radioisotope Thermoelectric Generator，以下简称RTG)成为目前唯一可用的能源，但RTG能源成本较高且存在核污染的风险。

木星及以远行星距离地球距离远，木星距离地球约10亿公里，天王星距离地球约30亿公里，探测器需解决对地通信技术问题。因此，有必要设计一种能够满足木星系及以远行星探测需求、通过一次发射实现木星系环绕探测、以远行星穿越探测的多能源多器组合式木星系及行星穿越探测器。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多能源多器组合式木星系及行星穿越探测器。

根据本发明提供的一种多能源多器组合式木星系及行星穿越探测器，包括木星系探测器和行星穿越探测器，所述木星系探测器与所述行星穿越探测器通过器间连接解锁装置连接，

所述木星系探测器上还设有电池，所述行星穿越探测器采用放射性同位素热电式发电电源进行供电，

所述木星系探测器设置有第一高增益天线、所述行星穿越探测器上设置有第二高增益天线，所述第一高增益天线包括第一高增益天线副反射面，所述第一高增益天线副反射面在两器组合状态下进行偏置放置并进行锁紧，在器器分离后完成副反射面解锁与展开，

所述木星系探测器和行星穿越探测器相组合工作，能够完成地球至木星巡航飞行，抵达木星前完成器器分离，

所述木星系探测器在器器分离后，抵达近木点时进行木星制动捕获点火，完成木星环绕探测，所述行星穿越探测器借力木星后继续飞行开展行星穿越探测。

进一步地，所述太阳电池阵对所述木星系探测器进行供电，所述太阳电池阵在发射时收拢，在器箭分离后展开，在进行金星借力前收拢，在借力完成后再次展开。