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『簡體書』解密好奇号：火星巡视探测器任务与设计

書城自編碼： 3617017
分類：簡體書→大陸圖書→工業技術→航空/航天
作者： 谢更新，张玉花 著
國際書號(ISBN)： 9787515917979
出版社： 中国宇航出版社
出版日期： 2021-01-01

頁數/字數： /
書度/開本： 16开

售價：HK$ 189.4

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內容簡介：
好奇号是在火星表面着陆并成功运行至今的□先进的火星探测器，它携带了10种有效载荷，先后发现了火星上存在水、有机物、微生物等的直接证据，初步探索了火星大气的演化，测定了火星的辐射环境，取得了多项重大发现。对好奇号火星巡视器进行全面和系统的专业解读，不仅可以为我国火星探测提供设计理念和技术基础方面的借鉴，而且可以为航天工程专业的教学提供教材。
本书从美国好奇号火星车的研制历程、主要任务、科学目标、各分系统及创新点与取得的成绩等方面，系统地描述了好奇号火星车的科学目标的具体实施情况，它概括了好奇号火星车的总体技术方案；对好奇号火星车的有效载荷分系统、移动分系统、结构与机构分系统、自主导航分系统、综合电子分系统、电源分系统、热控分系统、测控数传分系统等进行了重点的剖析；对好奇号火星车的着陆与地面验证技术进行了重点的阐释；全面总结了好奇号火星探测任务实施的经验；分析了NASA的项目管理□□及好奇号的研制经验，对我国航天工程具有较强的借鉴意义。
關於作者：
谢更新：1971年11月，籍贯：湖南隆回，毕业于湖南大学，重庆大学大学教授博导，2005-2007在美国University of California at Berkeley做博士后研究。毕业回国后一直从事深空探测领域科学研究，承担“四轮三轴”月球车移动分系统研究、火星原位资源利用概念研究，适应于月面环境的微型生态圈构建关键技术等项目20余项，作为嫦娥四号任务生物科普试验载荷总设计师，首次在月球表面开展生物实验并培养出人类片绿叶。
张玉花：1968年10月，毕业于国防科技大学，现为中国航天科技集团有限公司第八研究院科技委常委，研究员，多年来从事载人、探月、火星探测等航天型号研制，担任了嫦娥三号、四号副总师副总指挥。
目錄：
第1章绪论1

1.1火星探测背景1

1.□火星环境5

1.□.1温度环境5

1.□.□大气环境5

1.□.3引力环境5

1.□.4地形地貌5

1.□.5辐照环境6

1.□.6尘暴环境6

1.3火星探测的科学成果6

1.4火星探测的工程成果7

1.5行星保护7
第□章火星着陆巡视探测历程9

□.1火星探测的目的及意义9

□.□火星探测任务分析10

□.3火星探测器技术参数对比1□

□.4历次火星探测的科学目标及发现14

□.4.1海盗1号和海盗□号15

□.4.□火星探路者和索杰纳号15

□.4.3勇气号与机遇号16

□.4.4凤凰号着陆器18

□.4.5洞察号着陆器□0

□.4.6其他火星探测任务□1

□.5历次着陆点及其分布图□□

□.5.1着陆区域选择□□

□.5.□着陆区域特点□4
第3章好奇号的任务与成果□9

3.1好奇号任务□9

3.□科学目标论述□9

3.□.1美国火星探测战略科学目标□9

3.□.□好奇号的科学目标30

3.3好奇号取得的成果30

3.3.1科学成果30

3.3.□工程成果48

3.4好奇号日志51

3.4.1古代火星具有适宜微生物生存的环境条件51

3.4.□研究古代火星宜居性以及火星环境演化51

3.4.3研究火星地质变化的历史5□

3.5好奇号预期目标对比54
第4章好奇号总体技术方案55

4.1好奇号任务过程55

4.1.1发射阶段56

4.1.□星际巡航与火星接近阶段57

4.1.3EDL阶段58

4.1.4首次行走6□

4.1.5火星表面巡视探测过程63

4.□系统组成及功能63

4.□.1总体构型与布局63

4.□.□移动分系统69

4.□.3结构与机构分系统69

4.□.4自主导航分系统70

4.□.5综合电子分系统70

4.□.6电源分系统70

4.□.7热控分系统70

4.□.8测控数传分系统71

4.□.9有效载荷分系统71

4.3好奇号的行星保护71

4.4总体技术指标7□

4.5工作模式75

4.5.1控制模式75

4.5.□通信模式76
第5章有效载荷分系统78

5.1有效载荷与科学目标的关系78

5.□有效载荷组成及功能78

5.3有效载荷布局80

5.4桅杆相机81

5.4.1设计目标81

5.4.□技术参数8□

5.4.3设备组成及功能8□

5.4.4关键部件解析85

5.5辐射评估探测仪85

5.5.1设计目标86

5.5.□技术参数86

5.5.3设备组成及功能86

5.5.4关键部件解析86

5.6化学分析相机88

5.6.1设计目标88

5.6.□技术参数89

5.6.3设备组成及功能89

5.6.4关键部件解析90

5.7环境监测站91

5.7.1设计目标91

5.7.□技术参数9□

5.7.3设备组成9□

5.7.4关键部件解析93

5.8中子动态反照率探测器95

5.8.1设计目标95

5.8.□技术参数95

5.8.3设备组成及功能96

5.8.4关键部件解析97

5.9下降成像仪99

5.9.1设计目标100

5.9.□技术参数100

5.9.3设备组成及功能100

5.9.4关键部件解析100

5.10样本分析仪101

5.10.1设计目标101

5.10.□技术参数101

5.10.3设备组成及功能103

5.10.4关键部件解析103

5.11化学与矿物学分析仪106

5.11.1设计目标106

5.11.□技术参数106

5.11.3设备组成及功能107

5.11.4关键部件解析110

5.1□手持透镜成像仪113

5.1□.1设计目标113

5.1□.□技术参数114

5.1□.3设备组成及功能114

5.1□.4关键部件解析1□0

5.13α粒子X射线光谱仪1□□

5.13.1设计目标1□□

5.13.□技术参数1□□

5.13.3设备组成及功能1□3

5.13.4关键部件解析1□7

5.14再入下降着陆仪1□8

5.14.1设计目标1□8

5.14.□技术参数1□8

5.14.3设备组成及功能1□9

5.14.4关键部件解析1□9
第6章移动分系统134

6.1功能与组成134

6.1.1摇臂转向架式悬架系统134

6.1.□连杆式差速机构136

6.1.3车轮140

6.1.4驱动机构14□

6.□主要技术指标14□

6.3关键技术解析143

6.3.1好奇号任务初期地面力学分析143

6.3.□滑动轴承研究145
第7章结构与机构分系统150

7.1功能与组成150

7.1.1结构子系统设计150

7.1.□样本获取、处理与传送子系统（SA/SPAH）设计155

7.1.3机械臂子系统设计168

7.1.4钻机子系统设计173

7.1.5火星岩石原位采样分析仪子系统18□

7.1.6除尘工具188

7.□主要技术指标196

7.3关键技术解析197

7.3.1MSL小质量灰尘除尘技术197

7.3.□环境下的机电系统设计技术□0□
第8章自主导航分系统□06

8.1功能与组成□06

8.1.1视觉导航子系统□07

8.1.□组合导航子系统□10

8.1.3路径规划子系统□11

8.□主要技术指标□11

8.□.1导航相机□11

8.□.□避障相机□1□

8.3关键技术解析□13

8.3.1巡视器定位定姿技术□13

8.3.□视觉测程技术□15

8.3.3路径规划技术□□0

8.4未来行星车自主导航技术的发展□□3

8.4.1地形预测□□3

8.4.□航行速度□□3

8.4.3自主能力□□4

8.4.4岩心取样□□4
第9章综合电子分系统□□6

9.1功能与组成□□6

9.1.1综合电子分系统主要功能□□6

9.1.□综合电子分系统组成□□6

9.1.3硬件□□7

9.1.4软件□34

9.□主要技术指标□41

9.3关键技术解析□4□

9.3.1分布式电机控制技术□4□

9.3.□适用于低温环境的专用集成电路加工技术□45
□□0章电源分系统□47

10.1功能及组成□47

10.1.1功能□47

10.1.□组成□47

10.□主要技术指标□5□

10.3关键技术□53

10.3.1高可靠多任务同位素热电发电机总体技术□53

10.3.□多任务同位素热电温差发电技术□56

10.3.3多任务同位素热电发电机热防护技术□58

10.3.4耐低温锂离子电池技术□61
□□1章热控分系统□64

11.1功能与组成□64

11.1.1功能□64

11.1.□系统组成□66

11.□主要技术指标□69

11.3关键技术解析□69

11.3.1EDL阶段气动热防护技术□69

11.3.□流体回路系统技术□78

11.3.3关键部件热设计概述□87

11.3.4热平衡试验□93

□□□章测控数传分系统□99

1□.1功能与组成□99

1□.1.1功能□99

1□.1.□系统组成□99

1□.□主要技术指标30□

1□.□.1器地X频段指标30□

1□.□.□器间UHF频段指标303

1□.3关键设备解析304

1□.3.1器地X频段关键部件304

1□.3.□器间UHF关键部件313
□□3章着陆与地面验证技术3□1

13.1巡视器着陆技术3□1

13.1.1着陆过程3□1

13.1.□着陆系统组成与功能分析3□8

13.1.3着陆技术分析及解决途径344

13.1.4好奇号着陆技术的创新性361

13.1.5小结365

·ⅩⅦ·

13.□地面验证技术365

13.□.1利用ADAMS仿真进行空中吊车系统论证365

13.□.□MSL热真空安全性及有效性测试375

13.□.3MSL巡视器结构的离心试验验证与确认379
□□4章好奇号任务的前沿性分析387

14.1首次采用空中吊车着陆缓冲技术387

14.□续航能力强劲387

14.3设计行程远387

14.4样本采集能力强388

14.5任务更复杂388

14.6科学仪器多样化且能有机协作388

14.7结构特点灵活389

14.8软件系统功能强389

14.9自主热控系统390

□□5章好奇号任务的组织管理391

15.1研制流程391

15.□参研单位及任务分工39□

15.□.1政府航天部门39□

15.□.□研究机构393

15.□.3参与高校393

15.□.4国际合作机构394

15.□.5参与企业394

15.□.6MSL项目办人员名单395

15.□.7有效载荷研究人员名单395

15.3工作模式400

15.3.1MSL科学团队成员400

15.3.□MSL科学团队合作人员405

15.3.3增员与裁员405

15.3.4运行方针405

15.3.5活动信息406

15.3.6参与测试与训练406

15.3.7仪器向上传输信息的准备工作406

15.3.8用于工程技术的仪器设备406

·ⅩⅧ·
15.4管理模式406

15.4.1NASA总部项目管理组织及其管理职能406

15.4.□全面质量管理（TQM）措施409

15.4.3经费管理411

15.4.4招标和外包程序411

15.4.5在国际航天交流中应遵循的原则41□

15.5管理方法413

15.5.1利用过程的方法进行项目管理413

15.5.□利用标准化的方法进行项目管理415

15.5.3加强项目人力资本的开发与培训415


□□6章未来火星探测规划417

16.1美国火星发展规划417

16.1.1美国火星探测发展规划历程417

16.1.□美国火星发展战略规划418

16.1.3近期美国火星探测器4□0

16.□俄罗斯火星发展规划4□4

16.3ESA火星发展规划4□5

16.4中国火星发展规划4□5

16.5其他国家火星发展规划4□7

16.5.1印度4□7

16.5.□日本4□7

16.5.3阿联酋4□7

16.5.4韩国4□8

16.6典型载人火星探测案例4□8

16.6.1ESA 的“曙光计划”4□8

16.6.□NASA的DRA 5.0方案4□8

16.6.3SpaceX的火星□□计划430
□□7章总结与展望433
参考文献434
內容試閱：
*主席提出，探索浩瀚的宇宙是全人类的共同梦想。探索的道路是充满创新与荆棘的路径，但人类仍勇往直前。1957年10月4日，世界上颗人造地球卫星斯普特尼克1号发射成功，开启了人类的航天时代；1961年尤里·加加林成为位进入太空的地球人，实现了人类进入太空的愿望；1969年阿姆斯特朗成功登上月球，以他个人的“一小步”，带动了人类航天技术发展的“一大步”；1970年4月24日，我国颗人造卫星东方红一号发射成功，开启了中国航天史的新纪元；2013年，嫦娥3号月球探测器成功发射，标志着我国成为世界上第三个具有月球软着陆能力的国家。人类对宇宙的探索越来越远，深空特别是火星更是成为各国争相探索的热点，美国、俄罗斯、欧盟等国家和地区均已积极开展了相关的火星探测活动，并取得了丰富的成果。我国也于2020年7月发射了“天问一号”探测器，开启了火星探索之旅。
美国好奇号火星车是迄今为止为成功的行星车之一，它使用了可拼接扩展的隔热设计、安全准确的着陆方式、灵活稳定的供电以及自主快速的通信等多项先进技术。好奇号是在火星表面着陆并成功运行至今的的火星探测器，它携带了10种有效载荷，先后发现了火星上存在水、有机物、微生物等的直接证据，初步探索了火星大气的演化，测定了火星的辐射环境，取得了多项重大发现。对好奇号火星巡视器进行全面和系统的专业解读，不仅可以为我国火星探测提供设计理念和技术基础方面的借鉴，而且可以为航天工程专业的教学提供教材。
本书从美国好奇号火星车的研制历程、主要任务、科学目标、各分系统及创新点与取得的成绩等方面，系统地描述了好奇号火星车的科学目标的具体实施情况，它概括了好奇号火星车的总体技术方案；对好奇号火星车的有效载荷分系统、移动分系统、结构与机构分系统、自主导航分系统、综合电子分系统、电源分系统、热控分系统、测控数传分系统等进行了重点的剖析；对好奇号火星车的着陆与地面验证技术进行了重点的阐释；全面总结了好奇号火星探测任务实施的经验；分析了NASA的项目管理体制及好奇号的研制经验，对我国航天工程具有较强的借鉴意义。
本书在全面解析好奇号火星车的同时，也系统地梳理了火星车研制的关键技术，展望了火星探测的发展前景、路径及技术需求，填补了我国在火星探测领域专业著作的空白，对我国未来的火星探测具有十分重要的引领和推动作用。

 

 

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