2021天问一号火星探测PPT

1、我国首次火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星 致敬伟大的中国航天精神 天问一号火星探测专题学习底也不过就是为了现罢了。这些人故作风雅、赏花观月也就罢了，但是其中更有甚者玷污了诗这一神圣的文体，打着自古才子多的旗号流连于烟花之地。不得不说古时候有些诗人的确是流连于烟花之地，可是我想古时候的人们与现在的人们的目的应该不尽相同吧？毕竟在古时候哪怕是那些烟花之地的风尘女子也是会一些技艺的，这些技艺或是舞蹈或是音律等，所以并不能排除古时候有些人在烟花之地并没有抱有非分的目的的人吧？而现在的人流连于烟花之地的原因呢？不得不让人感叹一句人心不古啊！言归正传，事实上写诗说难也不难，但也不能说容易。诗词重在有

2、所感，感即感悟，那是一种意境，并非现在很多人的跟风模仿之作。举一个很简单的例子：古时候写月以衬托思乡之情的人不少，但是真正流传千古的诗也就那几首，为什么呢？因为人家写诗虽然意象和感情一样，但是人家的诗词中有自己的感悟啊，那是别人所没有的。所以我想每一首诗词的背后或许都有一个美丽但却不为人所知的故事吧。当然了，并非只有佳作才是诗，我说了，诗重在一种感悟，那是不能强求的，当你有所感悟之后只要是一个会一点点表达技巧的人就可以写出诗，这里的诗是指原稿。前言 我国首次火星探测任务于2016年立项，计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视探测。天问一号探测器于2020年7月23日在海南文昌由长征五号运载火

3、箭成功发射，2021年2月10日成功实施火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星，2月24日探测器进入火星停泊轨道，开展了为期约3个月的环绕探测，为顺利着陆火星奠定了基础。天问一号探测器成功着陆火星，是我国首次实现地外行星着陆，使我国成为第二个成功着陆火星的国家。目录CONTENTS01天问一号的发展历程02天问一号的系统组成03天问一号的飞行历程04天问一号的重要意义第一部分天问一号的发展历程一、天问一号的发展历程2011年11月9日，中国研制的首个火星探测器“萤火一号”同俄罗斯“福布斯-土壤”号探测器于哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场搭乘俄运载火箭发射升空。然而由于搭载的俄罗斯“福布斯-土壤”火

4、星探测器出现故障，“萤火一号”未能进入预定轨道，任务宣告失败。之后，随着中国大型运载火箭和深空探测网等瓶颈取得突破，中国规划自主发射火星探测器历史背景一、天问一号的发展历程计划2020年发射首颗火星探测器，实施环绕和巡视联合探测。开展火星采样返回、小行星探测、木星系及行星穿越探测等的方案深化论证和关键技术攻关，适时启动工程实施，研究太阳系起源与演化、地外生命信息探寻等重大科学问题2016中国的航天白皮书明确提出：实施中国首次火星探测任务，突破火星环绕、着陆、巡视探测等关键技术。一、天问一号的发展历程研制历程2016年1月中国自主火星探测任务获得国家批准立项。任务要求通过一次发射任务实现火星环绕

5、、着陆和巡视，对火星开展全球性、综合性的环绕探测，在火星表面开展区域巡视探测。计划于2020年7-8月间择机发射，2021年登陆火星。中国按计划推进火星探测工程，火星探测器和用于发射的长征五号运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司五院和一院抓总研制。2020年4月中国国家航天局明确计划通过长征五号遥四运载火箭发射“天问一号”探测器。天问一号由一部轨道飞行器和一辆火星车构成。天问一号火星探测任务要一次性完成“绕、落、巡”三大任务。一、天问一号的发展历程2020年7月22日中国火星探测工程正式对外公布“中国首次火星探测任务天问一号1:1着陆平台和火星车”信息。2020年7月23日12时41分长征五

6、号遥四运载火箭搭载天问一号探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了中国自主开展行星探测的第一步2020年7月14日火星探测器“天问一号”运抵文昌航天发射场第二部分天问一号的系统组成二、天问一号的系统组成总重量达到5吨左右天问一号探测器 01环绕器 02着陆器 03巡视器二、天问一号的系统组成01 环绕器火星大气电离层分析及行星际环境探测火星表面和地下水冰的探测火星土壤类型分布和结构探测火星地形地貌特征及其变化探测火星表面物质成分的调查和分析环绕探测是火星探测的主要方式之一，也是行星探测开始阶段的首选方式。环绕器要完成的主要科学探测任务包括五大方面：

7、二、天问一号的系统组成天问一号环绕器搭载了7台有效载荷，用于火星科学探测，包括七个部分：（1）中分辨率相机，绘制火星全球遥感影像图，进行火星地形地貌及其变化探测，如火星表面成像、火星地质构造和地形地貌研究。（2）高分辨率相机，获取火星表面重点区域精细观测图像，开展地形地貌和地质构造研究。（3）环绕器次表层探测雷达，利用高频电磁波的穿透特性对行星表面和内部结构的岩性、电磁参数及主要组成成分进行探测研究；利用探测器星下点高度，开展火星表面地形研究；开展行星际甚低频射电频谱研究。二、天问一号的系统组成（4）火星矿物光谱分析仪，分析火星矿物组成与分布；研究火星整体化学成分与化学演化历史；分析火星资源及

8、其分布。（5）火星磁强计，探测火星空间磁场环境，研究火星电离层及磁鞘与太阳风磁场相互作用机制。（6）火星离子与中性粒子分析仪，对火星等离子体中的粒子特性进行研究，了解火星大气的逃逸；研究太阳风和火星大气相互作用、火星激波附近中性粒子加速机制。（7）火星能量粒子分析仪，研究近火星空间环境和地火转移轨道能量粒子的能谱、元素成分和通量的特征及其变化规律；绘制火星全球和地火转移轨道不同种类能量粒子辐射的空间分布图；与磁强计、离子和中性粒子分析仪等联合研究近火星空间能量粒子辐射与大气的关系、太阳风暴能量粒子事件对火星大气逃逸的影响与相互作用的规律以及火星粒子加速与输运过程二、天问一号的系统组成天问一号环

9、绕器进入环火轨道后，先开展约三个月的对地观测，特别是对预选着陆区进行详细勘测。之后携带火星车的着陆器将与环绕器分离，利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆，并开展为期90个火星日（一个火星日约24小时39分35.2秒）的巡视探测任务。02 着陆器二、天问一号的系统组成“祝融号”火星车要完成的科学探测任务有：火星巡视区形貌和地质构造探测，火星巡视区土壤结构（剖面）探测和水冰探查，火星巡视区表面元素、矿物和岩石类型探查，以及火星巡视区大气物理特征与表面环境探测。03 火星车二、天问一号的系统组成火星车搭载了6台科学载荷，包括：（1）火星表面成分探测仪，火星表面成分探测仪包括激光诱导击穿光谱仪（LIBS

10、），短波红外光谱显微成像仪（SWIR）和微成像相机。LIBS（240-850 nm）用于元素组成分析；SWIR（850-2400 nm）用于矿物和岩石的分析和识别；微成像相机（900-1000 nm）可以获得探测目标的高空间分辨率图像。（2）多光谱相机，获取着陆点周围的地形、地貌和地质背景信息，进行空间分析，获得岩石、土壤等可见近红外光谱数据；采集各种白天和黑夜的天空图像，以进行特定的大气、气象和天文研究。（3）导航地形相机，拍摄广角图片，指导火星车的移动并寻找感兴趣的目标（岩石/土壤等）；结合环绕器上搭载的高分辨率相机，将它们拍摄到的地面图像进行比对，可以校准火星表面的真实情况；为其他科学载

11、荷寻找感兴趣的探测目标或区域。二、天问一号的系统组成（4）火星车次表层探测雷达，次表层探测雷达可以探测火星土壤的地下分层和厚度。包含两个通道，低频通道（15-95 MHz）可以穿透10-100米的深度（空间分辨率为几米）；高频通道（0.45-2.15 GHz）可以穿透3-10米的深度（空间分辨率为几厘米）。次表层探测雷达可以随火星车移动，持续收集地下雷达信号，探测地下物质的大小和分布特征，并在垂直和水平方向上约束地下分层结构，制约地下水冰和挥发物（如，水合矿物质等）的分布。（5）火星表面磁场探测仪，检测火星表面磁场，火星磁场指数以及火星电离层中的电流。其主要优点是可随火星车移动；与环绕器上搭载

12、的磁强计协同观测，将对理解火星内部的演变具有极其重要的意义。（6）火星气象测量仪，用于监测火星表面温度，压力，风场和声音等的时间和空间变化。在着陆之前，还可以在环火轨道上收集温度和声音数据。二、天问一号的系统组成天问一号火星车相较于国外的火星车其移动能力更强大，设计也更复杂。它采用主动悬架，6个车轮均可独立驱动，独立转向。除前进、后退、四轮转向行驶等功能外，还具备蟹行运动能力，用于灵活避障以及大角度爬坡。更强大的功能还包括车体升降（在火星极端环境表面可以利用车体升降摆脱沉陷）、尺蠖运动（配合车体升降，在松软地形上前进或后退）和抬轮排故（遇到车轮故障的情况，通过质心位置调整及夹角与离合的配合，将

13、故障车轮抬离地面，继续行驶）二、天问一号的系统组成04 各型设备天问一号探测器携带设备及功能：中、高分辨率相机，负责对火星表面成像，开展火星表面地形地貌和地质构造研究；火星磁强计后续主要负责探测火星空间磁场环境；火星矿物光谱分析仪则用来分析火星矿物组成与分布，研究火星整体化学成分与化学演化历史，分析火星资源与分布区等二、天问一号的系统组成超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热材料：应用于火星探测器上气动加热最严重的大底结构及大底拐角部位。作用：在探测器着陆的阶段，该材料表面与火星大气摩擦并发生复杂的物理化学反应，带走大量的热量；同时该材料还具有良好的保温隔热性能，将热浪排除在探测器之外，有效保护探测器

14、不被烧坏。连续纤维增强中密度防热材料：应用在需要维持探测器整体形状的上下边缘和结构的支撑部位以及背罩防热结构的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件。作用：该材料相比低密度材料强度更高，密度为0.9g/cm3，兼顾了耐烧蚀和承载能力。超轻质的烧蚀防热涂层材料：应用在气动加热较为缓和的背景部位。作用：涂层密度为0.28g/cm3，热导率为0.06W/（m k），隔热性能优良，对着陆器的减重也起到重要作用。05 应用材料特种吸能合金：应用于着陆机构。作用：该合金具有突出的强韧性、轻质性和吸能性，可吸收探测器着陆的冲击能。高性能碳化硅基增强铝基复合材料：应用于探测器高精密仪器。作用：重量轻、强度高、刚性好

15、、宽温度范围下尺寸稳定，满足“天问一号”长时间运行时对关键机构的材料需求。铝硅封装外壳：应用于探测器着陆系统的TR组件等核心元器件封装解决方案。作用：保障探测器着陆系统电路的安全，为器件内部电路穿上安全可靠的保护衣，保障探测器在火星的安全平稳着陆。新型铝基碳化硅复合材料：用于火星车结构、机构、仪器等几十种零部件。作用：火星车要在工况复杂的火星表面长距离行走，这对火星车材料的轻量化、高强韧性、高尺寸稳定性、耐冲击性提出了极高的要求，传统铝、钛合金难以兼顾综合要求，新型铝基碳化硅复合材料可胜任。二、天问一号的系统组成新型镁铝合金：用于探测器结构。作用：世界上最轻的金属结构材料之一，可实现探测器轻量

16、化。高精尖铝材（蒙皮板、自由锻件、超大规格板、锻环、铝锂合金）：应用于探测器。作用：保障天问一号火星探测器长期的太空行驶及完成着陆。有机热控涂层：航天器外表面及仪器表面。作用：探测器在进入轨道后，处于地球大气层以外的超高真空空间环境，朝向太阳的部分表面温度非常高，而背向太阳的部分表面温度非常低，导致航天器“冰火两重天”。该材料可以保证探测器能够在极端复杂的温度下保持正常工作，通过调控温度达到热控需求。纳米气凝胶：用于火星车。作用：很轻、隔热性能好，在探测器“落”与“巡”两项任务中发挥作用。聚合物智能复合材料：用于可展开柔性太阳能电池系统。作用：实现柔性太阳能电池的锁紧、释放和展开，以及展开后高

17、刚度可承载等功能二、天问一号的系统组成第三部分天问一号的飞行历程三、天问一号的飞行历程2020年7月27日，北京航天飞行控制中心飞控团队与中国空间技术研究院试验队密切配合，控制“天问一号”探测器在飞离地球约120万千米处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影。在这幅黑白合影图像中，地球与月球一大一小，均呈新月状，在茫茫宇宙中相互守望01 地月合影三、天问一号的飞行历程02 首次轨道修正2020年8月2日7时整，天问一号探测器3000牛发动机开机工作20秒，顺利完成第一次轨道中途修正，继续飞向火星。截至第一次轨道修正前，天问一号探测器各系统状态良好截至2020年8月19日2

18、3时20分，“天问一号”火星探测器距离地球约823万千米，环绕器上火星磁强计、矿物光谱分析仪、高分辨率相机、中分辨率相机等载荷依次完成自检，确认设备状态状态一切正常截至2020年8月28日10时08分，“天问一号”探测器累计飞行里程达到1亿千米，探测器姿态稳定、能源平衡，多个载荷完成自检，确认设备状态正常，相关工作正按计划稳步推进。截至2020年9月18日8时30分，“天问一号”探测器飞行里程已达1.55亿千米，距离地球1800万千米三、天问一号的飞行历程03 第二次轨道修正2020年9月20日23时，在中国首次火星探测任务飞行控制团队操作下，天问一号探测器4台120N发动机同时点火工作20秒

19、，顺利完成第二次轨道中途修正，并在轨验证了120N发动机实际性能。截至2020年9月20日23时，天问一号已在轨飞行60天，距离地球约1900万千米，飞行里程约1.6亿千米，探测器各系统状态良好，地面测控通信各中心和台站跟踪正常三、天问一号的飞行历程04 深空“自拍”2020年10月1日，国家航天局发布中国首次火星探测任务“天问一号”探测器飞行图像。截至2020年10月1日0时，探测器已飞行约1.88亿千米，距地球约2410万千米，飞行状态良好05 深空机动2020年10月9日23时，在中国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，天问一号探测器主发动机点火工作480余秒，顺利完成深空机动。天问一号

20、探测器的飞行轨道变为能够准确被火星捕获的、与火星精确相交的轨道。截至该次深空机动前“天问一号”已飞行超过78天，距离地球超过2900万千米，探测器各系统状态良好三、天问一号的飞行历程05 第三次轨道修正2020年10月28日22时，在中国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，天问一号探测器8台25N发动机同时点火工作，完成第三次轨道中途修正，并在轨标定了25N发动机的实际性能。该次轨道中途修正，是为了在深空机动后，对转移轨道再次进行微量调整，使火星探测器按照预定时间与火星交会。截至同日，天问一号已在轨飞行97天，距离地球约4400万千米，飞行路程约2.56亿千米，探测器各系统状态良好，地面测控通

21、信各中心和台站跟踪正常三、天问一号的飞行历程06 飞行动态截至2020年11月17日凌晨，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器已在轨飞行116天，飞行里程突破3亿千米，距离地球约6380万千米。探测器姿态稳定，能源平衡，部分分系统完成自检，各系统工作正常。截至2020年12月9日，“天问一号”已飞行约3.5亿千米，对地球距离约9250万千米，对火星距离约1400万千米。截至2020年12月14日，天问一号探测器已在轨飞行144天，飞行里程约3.6亿千米，距离地球超过1亿千米，距离火星约1200万千米，飞行状态良好。受天体运动规律影响，火星与地球距离在0.5亿千米至4亿多千米周期性变化。天问一

22、号探测器到达火星附近时，距离地球约1.9亿千米。三、天问一号的飞行历程截至2021年1月3日6时，“天问一号”探测器已经在轨飞行163天，飞行里程突破4亿千米，距离地球约1.3亿千米，距离火星约830万千米。截至2021年2月3日，“天问一号”探测器总飞行里程已超过4.5亿千米，距地球约1.7亿千米。预计2月10日左右，“天问一号”将进行近火制动，开启环绕火星之旅。截至2021年2月5日，天问一号已在轨飞行约197天，距离地球约1.84亿千米，距离火星约110万千米，飞行里程约4.65亿千米，探测器各系统状态良好。41天问一号在距离火星约220万千米处，获取了首幅火星图像三、天问一号的飞行历程07 第四次轨道修正2021年2月5日20时，“天问一号”探测器发动机点火工作，完成地火转移段第四次轨道中途修正，以确保按计划实施火星捕获 41 。国家航天局同步公布了“天问一号”传回的首幅火星图像三、天问一号的飞行历程2021年农历除夕前后，执行中国首次火星探测任务的“天问一号”探测器进行近火制动，“刹车”后被火星“捕获”，正式开启火星探测之旅2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器成功进入火星轨道07