美国好奇号火星车是迄今为止最为成功的行星
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最先进的火星探测器,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。
第1章 绪论
1.1 火星探测背景
1.2 火星环境
1.2.1 温度环境
1.2.2 大气环境
1.2.3 引力环境
1.2.4 地形地貌
1.2.5 辐照环境
1.2.6 尘暴环境
1.3 火星探测的科学成果
1.4 火星探测的工程成果
1.5 行星保护
第2章 火星着陆巡视探测历程
2.1 火星探测的目的及意义
2.2 火星探测任务分析
2.3 火星探测器技术参数对比
2.4 历次火星探测的科学目标及发现
2.4.1 海盗1号和海盗2号
2.4.2 火星探路者和索杰纳号
2.4.3 勇气号与机遇号
2.4.4 凤凰号着陆器
2.4.5 洞察号着陆器
2.4.6 其他火星探测任务
2.5 历次着陆点及其分布图
2.5.1 着陆区域选择
2.5.2 着陆区域特点
第3章 好奇号的任务与成果
3.1 好奇号任务
3.2 科学目标论述
3.2.1 美国火星探测战略科学目标
3.2.2 好奇号的科学目标
3.3 好奇号取得的成果
3.3.1 科学成果
3.3.2 工程成果
3.4 好奇号日志
3.4.1 古代火星具有适宜微生物生存的环境条件
3.4.2 研究古代火星宜居性以及火星环境演化
3.4.3 研究火星地质变化的历史
3.5 好奇号预期目标对比
第4章 好奇号总体技术方案
4.1 好奇号任务过程
4.1.1 发射阶段
4.1.2 星际巡航与火星接近阶段
4.1.3 EDL阶段
4.1.4 首次行走
4.1.5 火星表面巡视探测过程
4.2 系统组成及功能
4.2.1 总体构型与布局
4.2.2 移动分系统
4.2.3 结构与机构分系统
4.2.4 自主导航分系统
4.2.5 综合电子分系统
4.2.6 电源分系统
4.2.7 热控分系统
4.2.8 测控数传分系统
4.2.9 有效载荷分系统
4.3 好奇号的行星保护
4.4 总体技术指标
4.5 工作模式
4.5.1 控制模式
4.5.2 通信模式
第5章 有效载荷分系统
5.1 有效载荷与科学目标的关系
5.2 有效载荷组成及功能
5.3 有效载荷布局
5.4 桅杆相机
5.4.1 设计目标
5.4.2 技术参数
5.4.3 设备组成及功能
5.4.4 关键部件解析
5.5 辐射评估探测仪
5.5.1 设计目标
5.5.2 技术参数
5.5.3 设备组成及功能
5.5.4 关键部件解析
5.6 化学分析相机
5.6.1 设计目标
5.6.2 技术参数
5.6.3 设备组成及功能
5.6.4 关键部件解析
5.7 环境监测站
5.7.1 设计目标
5.7.2 技术参数
5.7.3 设备组成
5.7.4 关键部件解析
5.8 中子动态反照率探测器
5.8.1 设计目标
5.8.2 技术参数
5.8.3 设备组成及功能
5.8.4 关键部件解析
5.9 下降成像仪
5.9.1 设计目标
5.9.2 技术参数
5.9.3 设备组成及功能
5.9.4 关键部件解析
5.10 样本分析仪
5.10.1 设计目标
5.10.2 技术参数
5.10.3 设备组成及功能
5.10.4 关键部件解析
5.11 化学与矿物学分析仪
5.11.1 设计目标
5.11.2 技术参数
5.11.3 设备组成及功能
5.11.4 关键部件解析
5.12 手持透镜成像仪
5.12.1 设计目标
5.12.2 技术参数
5.12.3 设备组成及功能
5.12.4 关键部件解析
5.13 α粒子X射线光谱仪
5.13.1 设计目标
5.13.2 技术参数
5.13.3 设备组成及功能
5.13.4 关键部件解析
5.14 再入下降着陆仪
5.14.1 设计目标
5.14.2 技术参数
5.14.3 设备组成及功能
5.14.4 关键部件解析
第6章 移动分系统
6.1 功能与组成
6.1.1 摇臂转向架式悬架系统
6.1.2 连杆式差速机构
6.1.3 车轮
6.1.4 驱动机构
6.2 主要技术指标
6.3 关键技术解析
6.3.1 好奇号任务初期地面力学分析
6.3.2 滑动轴承研究