[發明專利]火星浮空探測系統

有效

• 申請號: 202010549541.5
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111605728B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 羅世彬;李珺;廖俊;馮彥斌;楊澤川;袁俊杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B64G1/10
• 分類號: B64G1/10;B64G1/22;B64G1/62;B64G1/64;B64G1/66
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

本發明公開了一種火星浮空探測系統，該系統包括浮空系統、充氣系統和著陸艙；浮空系統包括超壓氣球、系繩、儀器艙和軌跡控制器，軌跡控制器包括主桿、主翼、尾翼和秤錘，主翼連接于主桿中部，尾翼與秤錘分設于主桿兩端，儀器艙通過系繩系于超壓氣球下，軌跡控制器通過系繩系于儀器艙下，浮空系統置于著陸艙內；充氣系統置于著陸艙內用于向超壓氣球充氣。通過著陸器搭載到達火星表面，在火星表面氣象條件良好時，充氣系統向超壓氣球充氣，至浮空系統升空與著陸艙分離；隨后浮空系統與充氣系統脫離，充氣系統留在著陸器艙內；浮空系統到達預定高度后開始探測工作，利用火星大氣運動對不同區域進行探測。運動不受火星地形地貌限制，探測范圍更廣。

技術領域

本發明屬于飛行器技術領域，特別是涉及一種火星浮空探測系統。

背景技術

隨著世界各國航天事業的快速發展，火星探測技術得到了進一步提升。當前對火星環境探測主要依靠火星環繞器和巡視器，無法實現對火星中低空大氣環境的詳細探測。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種能夠對火星中低空大氣環境和火星表面進行探測的火星浮空探測系統。

本發明提供的這種火星浮空探測系統，包括浮空系統、充氣系統和著陸艙；浮空系統包括超壓氣球、系繩、儀器艙和軌跡控制器，軌跡控制器包括主桿、主翼、尾翼和秤錘，主翼連接于主桿中部，尾翼與秤錘分設于主桿兩端，儀器艙通過系繩系于超壓氣球下，軌跡控制器通過系繩系于儀器艙下，浮空系統置于著陸艙內；?充氣系統設置于著陸艙內用于向超壓氣球充氣。

所述尾翼包括兩片呈倒V型鉸接于所述主桿上的翼片，兩翼片偏轉方向相同時控制升降，兩翼片偏轉方向相反時控制偏轉。

所述充氣系統包括高壓氦氣瓶、充氣管以及設置于充氣管上的減壓閥、單向閥和分離器，減壓閥的輸入口與高壓氦氣瓶連通、輸出口與單向閥的入口連通，單向閥的出口與所述超壓氣球連通，分離器設置于減壓閥和單向閥之間。

所述分離器包括分離艙和發熱體；分離艙為兩端封閉的圓柱型艙體，其兩端端板圓心位置處均設有通孔；發熱體為圓筒，發熱體同軸布置于分離艙內；所述充氣管自發熱體內穿過。

所述儀器艙包括艙體和有效載荷；有效載荷包括地形地貌相機、氣壓傳感器、溫度傳感器、風速傳感器和輻照傳感器，地形地貌相機連接于艙體底部、鏡頭朝下，氣壓傳感器和溫度傳感器分設于艙體的側壁外，風速傳感器和輻照傳感器均連接于艙體頂部。

所述艙體外包覆柔性薄膜太陽能電池。

所述超壓氣球頂部安裝柔性薄膜太陽能電池。

本發明在使用時，首先通過著陸器搭載到達火星表面，在火星表面氣象條件良好時，充氣系統工作向超壓氣球充氣，至浮空系統升空與著陸艙分離；隨后浮空系統與充氣系統脫離，充氣系統留在著陸器艙內；浮空系統到達預定高度后開始探測工作，利用火星大氣運動對不同區域進行探測，軌跡控制器為浮空系統的運動提供一定的控制能力，使浮空系統的運動軌跡盡可能處在環繞器的測控覆蓋范圍內。?利用火星大氣自由運動，并進行一定范圍內的軌跡控制，運動不受火星地形地貌限制，探測范圍更廣。

附圖說明

圖1為本發明一個優選實施例的結構示意圖。

圖2為本優選實施例中浮空系統的放大示意圖。

圖3為本優選實施例中儀器艙的局部剖視放大示意圖。

圖4為本優選實施例中軌跡控制器的放大示意圖。

圖5為本優選實施例中充氣系統的放大示意圖。

圖6為本優選實施例中分離器的放大示意圖。

圖7為本優選實施例從登陸自放飛的過程示意圖。

圖示序號：