嫦娥一号绕月卫星对月球重力场模型的优化

月球重力场是揭示月球内部结构和物质组成的重要信息,探测月球重力场仍然是绕月探测任务中的重要科学目标之一．在已有月球重力场模型基础上,利用嫦娥一号探测数据,并结合“月女神”一号探测器、月球勘察者（LP）及早期月球探测器轨道跟踪数据,本文解算得到了高精度月球重力场模型CEGM02（100阶次）,在CEGM01月球重力场模型基础上对模型进行了优化．对新模型的分析结果表明,嫦娥一号卫星轨道跟踪数据的融入,使得对月球重力场长波长部分的解算精度有显著提高,相比于SGMl00h模型在5阶以内精度提高约2倍,在10阶以内有明显贡献,在20阶内都有贡献．初步判断这是由于嫦娥一号卫星轨道动量轮卸载的频度不足“月女神”的1／4,而同时轨道相对较高所导致．文中结合CEGM02和激光测月观测结果解算了月球平均转动惯量0．393446（±0．000006）,对月球内部构造研究提供了更强的约束．     

基于着陆器地基测量的火星定向参数确定

火星定向参数的精确测定对约束火星内部结构以及极区干冰变化的建模具有重要意义.基于未来的火星着陆任务,仿真分析了利用双程多普勒与距离测量方法直接跟踪着陆器,解算火星定向参数所能达到的精度.结果表明,通过双程多普勒和双程测距直接跟踪火星着陆器超过200个工作日,将显著提高火星岁差、章动以及日长变化参数的精度,约800个工作日后,岁差参数精度可较目前提高5–10倍,章动参数精度可达到10–30 mas,日长变化与钱德勒摆动参数精度可收敛至5–10 mas,这一精度水平可以满足研究火星内部结构与大气物质交换的需要.通过分析不同纬度着陆器的解算结果,发现高纬度的着陆器有必要进行距离测量,以保持岁差和章动参数的解算精度.此外,研究还发现,当火星星历误差小于75 m时,双程多普勒数据解算火星定向参数的精度不受影响,而对于双程测距数据来说,只有当火星历表精度优于0.15 m时,定向参数的解算结果才具有可信性.     

天问一号为登上火星做好准备

正2月24日,中国首次火星探测任务天问一号再传喜讯。当日6时29分,天问一号探测器成功实施第三次近火制动,进入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期两个火星日的火星停泊轨道。     

基于火星快车飞掠数据的火卫一低阶重力场反演

精确的火卫一(Phobos)重力场模型可为其内部结构建模提供重要的约束,深入地了解火卫一内部结构将为解释其起源与演化以及太阳系的演化提供重要的依据.目前火卫一的重力场模型还未精确测定.为了获得火卫一低阶重力场模型,首次综合处理了火星快车号(Mars Express)在2010和2013年两次飞掠火卫一的多普勒轨道跟踪数据.在解算过程中,通过对探测器各种摄动力模型的高精度建模,融合两次飞掠数据,最终获得的火卫一GM为(7.0768±0.0084)×10~5m~3/s~2,C_(20)系数为-0.1370±0.0392,C_(22)系数为0.0184±0.0174,其值与火星快车MaRS射电科学团队公布的结果相吻合,精度提高了2–3倍.由GM求得的火卫一质量m为(1.060±0.0011)×10~(16)kg,结合形状模型确定的火卫一体积(5742±35)km~3,计算出火卫一的体密度为(1847±11)kg/m~3.     

文化播报

<正>中国首次火星探测火星全球影像图重磅发布4月24日，在“中国航天日”主场活动启动仪式上，国家航天局和中国科学院联合发布了中国首次火星探测火星全球影像图。本次发布的影像图为彩色，包括按照制图标准分别制作的火星东西半球正射投影图、鲁宾逊投影图和墨卡托投影加方位投影图，空间分辨率为76米，将为开展火星探测工程和火星科学研究提供质量更好的基础底图。天问一号任务获取的包括影像图在内的一批科学探测数据，将为人类深入认知火星作出中国贡献。     

GRAIL月球重力场模型对嫦娥卫星定轨精度的改进

从阶方差以及大地水准面自由空气重力异常两个方面分析了"重力恢复与内部实验室"(Gravity Recovery and Interior Laboratory,GRAIL)月球重力场420阶模型(GL0420A)的特点,并通过与月球勘探者(Lunar Prospector,LP)重力场165阶模型(LP165P)分析结果比较发现,该重力场极大地提高了月球重力场的阶数及误差精度,在全月面都有明显的重力异常正负交替现象.本文使用GL0420A重力场对"嫦娥"系列探测器的绕月测轨数据进行轨道解算,对比LP165P重力场模型解算结果,在定轨弧段内有10m量级的精度提升,可将该重力场用于高精度的月球探测器精密定轨.     

系统可观测性理论与深空探测自主导航方法专题·编者按

近年来,我国月球及深空探测技术发展迅速. 2020年12月17日,随着嫦娥五号返回器携带1731克月壤返抵地球,历经16年我国圆满完成了探月工程"绕、落、回"三步走战略目标,也开启了后续深空探测的新篇章. 2021年2月24日,我国首个行星际探测器"天问一号"进入火星停泊轨道,经过近3个月的环绕探测后,于5月15日成功软着陆,在火星探测史上首次一步实现"绕、落、巡".     

天问一号,火星来信了

正2020年7月23日,执行中国第一次自主火星探测任务的探测器"天问一号"在中国文昌航天发射场发射升空,开始了它的火星冒险。今天,编辑部收到了一封特殊的读者来信。当小编们费尽心思翻译了这份难以理解的信件后发现,这封信来自一位神秘的读者,他在信中充分表达了自己对"天问一号"的关心,并希望小编能够向各位读者分享他的心情,而这位神秘读者的身份居然是……     

多国开启火星探测其中真真假假你可知?

正7月23日12时41分,长征五号遥四运载火箭搭载我国自主研发的"天问一号"火星探测器在中国文昌航天发射场顺利升空。天问一号将实现火星环绕和着陆巡视,对火星开展全球性、综合性的环绕探测,并在火星表面开展区域巡视探测。7月份还有阿联酋的希望号火星探测器、美国的毅力号火星探测车离开地球奔赴火星。对许多人来说,亿万千米外的火星既熟悉又神秘,许多科幻大片都以火星为背景拍摄,科学家也在设想让人类移民火星,但是关于火星是否有生命存在、外星人是否到访、火星的气候、辐射环     

火星探测向纵深挺进

新火星探测器 2016年探测火星内核 美国东部时间2012年8月6日,"好奇号"火星车在火星盖尔陨石坑中心山脉的山脚下成功着陆,任务在于探索火星是否存在适宜生命存在的环境.两周之后的8月20日,美国国家航空航天局(NASA)宣布,将在2016年发射新火星探测器"洞察号"(InSight),用于探索火星内核. 与"好奇号"火星探测项目的25亿美元投入相比,"洞察号"项目的预算仅有4.25亿美元.这一项目仍由"好奇号"项目的美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)组织实施,项目负责人是喷气推进实验室的任务专家布鲁斯·班纳特(BruceBanerdt).     

火星,我来啦

正当当当,好消息!7月23日12时41分,我国首个火星探测器升空,向遥远的火星进发。7月28日晚间,它传回一张地月合影……我国首次火星探测任务我国首次火星探测任务(行星探测工程天问一号任务)已经正式实施,这标志着我国深空探测踏上新的征程,意义非凡,鼓舞人心。今年7月,同期发射的还有美国"毅力"号火星车、阿联酋"希望"号火星探测器。3个国家之所以都选择这段时间,并非凑热闹,而是为了抓住最佳发射时机。     

基于改进彗星星历的67P/Churyumov-Gerasimenko的三阶重力场模型

本文解算了Rosetta彗星探测任务的主要目标——彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的重力场模型.与以往模型的主要区别是,本文使用了JPL团队最新解算的67P星历模型,该彗星星历在很大程度上得到了改进. 67P的改进星历能够对其GM值的解算产生一定的影响,这一影响与67P通过近日点由于彗星喷发造成的质量损失处于同一水平.新的彗星重力场解算结果表明, 67P重力异常比过去的模型更加显著.从2.65 km的参考球上看,新的重力场模型最大重力异常值约为0.9±0.03 m Gal,较大的异常值表明了该彗星内部质量分布不均一的特性,这可能是由于高孔隙率和分层的彗核结构导致的.     

追星50年

正半个世纪以来,从"东方红一号"到即将探索火星的"天问系列",每一颗卫星升空,都是中国航天强国梦想的点亮。2020年4月24日是第五个中国航天日,国家航天局发布中国首次火星探测任务名称、任务标识。行星探测任务命名为"天问系列",中国首次火星探测任务名称为"天问一号"。这组意义深远的名称与图形标识承载着中国人航天强国的梦想。50年前的今天,我国第一颗人造地球卫星"东方红一号"成功发射,我国成为第五个能自行研制和发射卫星的国家。这么多年过去了,在你我抬头仰望的太空中,有众多中国卫星日夜运行为我们带来信息与便利。     

中国火星探测器首亮相

<正>2019年10月11日,中国航天科技集团通过其官方微博首次公开了中国火星探测器实物照片。据深空探测首席科学家叶培建介绍,火星探测准备工作已就绪,火星探测器暂命名为"火星一号"。据了解,中国火星探测任务计划同时携带环绕器、着陆器和巡视器,即在一次火星探测过程中实现"绕""落""巡"三大任务。探测器发射升空后,先在地球附近加速,进入霍曼转移轨道,再在火星附近减速被火星捕获。由于通过霍曼转移轨道从地球轨     

文化播报

<正>“天问一号”传回火星沙尘天气高清照片日前,“天问一号”环绕器近火点再次经过“祝融号”火星车巡视区域上空,拍摄了“祝融号”巡视区0.5米分辨率影像图。“祝融号”火星车也从火星表面传回自拍照,相比刚刚着陆时拍的照片,可以看出火星车表面已积累了一层薄薄的沙尘。火星沙尘暴会直接影响火星车的能源获取,因此一直备受关注。我国工程团队持续通过“天问一号”环绕器中分辨率相机获取的影像监测火星沙尘天气,发现从今年1月下旬开始,     

数字

900倍 上海航天局负责人在航展上透露，“萤火—号”已通过各项试验考核和验证，现已转入“待发”状态。今年10月，它将搭乘俄罗斯运载火箭飞向太空，踏上前往火星的漫漫征途。与“嫦娥—号”到达月球船．4万公里的距离相比，“萤火一号”的运行距离是它的900倍—3．56亿公里，在飞行11个月后才能到达火星轨道并开展科学探测。     

美国：火星北极表面下有冰冻水

欧洲航天局近日召开新闻发布会宣布，正在环火星轨道飞行的欧洲“火星快车”探测器发现，火星北极表面以下可能有大量的冰冻水。有关专家介绍说，“火星快车”利用探测火星表面以下状况的先进雷达仪器“MARSIS”发现，火星北极凸起地区表面约一公里以下的地方有冰冻水存在迹象。据分析，这些水的纯净度可能达到98％。     

载人登陆火星的障碍

据国外媒体报道,前不久荷兰公司提出的“火星一号”被证明是一个彻彻底底的商业骗局。根据现有的航天技术,载人火星任务仍然没有成熟,即便是（无人）火星岩石采样返回计划也没进入实施阶段,好奇号的“天空起重机”着陆技术虽然安全降落火星表面,但是整个过程依然充满了冒险。除了技术上的突破外,科学家目前正在研究宇航员的心理问题,在没有提升飞船动力的前提下,     

“凤凰”号火星探测计划透视

火星是与地球最为相似,且距离很近的行星,几十年来,人类在探索这颗“红色星球”的征途上前赴后继。火星一直是美国太空探测的重点目标之一。过去40多年,美国发射的火星探测器虽然有的“出师未捷身先死”,有的在绕火星轨道时与地球失去联络,有的着陆后葬身火星,但也不乏十分成功的例子。美国宇航局喷气推进实验室5月25日宣布,     

火星探测器跟踪及VLBI测定轨分析

我国将于2020年首次发射由轨道器和火星车组成的火星探测器.火星探测器的跟踪及精密测定轨是完成工程任务和科学探测的前提.本文首先分析了火星探测器跟踪技术.然后在简述好奇号火星车VLBI观测频度和测定轨精度的基础上,以2020年7月发射的火星探测器为例,给出了深空机动、近火制动、平面机动、降轨前等关键测控弧段的太阳等离子体时延、各测站观测仰角等参数.分析了我国VLBI网对火星探测器的测定轨能力以及关键弧段的测定轨精度.用5 d的测距测速数据、测速测距+VLBI数据分别进行定轨并预报2 d至近火制动点,三维定轨误差(1σ,下同)由只用测速测距时的45.7 km降至18.8 km,近火点高度预报误差由28.2 km降至7.6 km,体现了VLBI在近火制动等关键测控弧段对定轨和轨道预报精度提高的贡献.在测距、测速和VLBI时延测量误差降低后,近火制动段定轨和预报误差会进一步降低.