一种火星表面可重复使用浮空探测器系统的设计方法

摘要

本发明属于航天测控技术领域，涉及一种航天仪器的设计方法，特别涉及一种火星表面可重复使用浮空探测器系统的设计方法。所述浮空探测器系统由浮空探测器、缆绳、机械臂和可移动浮空探测器底座组成，所述设计方法包括六个步骤完成，本发明的优点和有益效果在于，由于浮空探测器的可重复使用性，对同一火星目标地点在某一区域内可以在理论上实现无限次数的勘测，对同一区域的不同时段可以实现根据浮空探测器放飞高度的不同的立体气象资料收集。

主权项

一种火星表面可重复使用浮空探测器系统的设计方法，其特征在于：所述浮空探测器系统由浮空探测器、缆绳、机械臂和可移动浮空探测器底座组成，所述设计方法包括以下步骤：步骤一：根据公开的火星表面气象模型设定浮空探测器起飞时的气象基线，包括起飞时的火星表面大气温度T，大气压力P，大气密度ρ，风场信息W；步骤二：利用步骤一中获取的火星表面气象模型及其所建立的气象基线，和公开的火星重力学参数建立在起飞时的浮空探测器气动模型；步骤三：选择浮空探测器的材料和设计浮空探测器的尺寸，选择缆绳的材料和设计缆绳的长度，再根据步骤二建立的浮空探测器气动模型，由风场信息W的风向确定探测时的起飞攻角并由风场信息W的风速和起飞攻角确定升力；步骤四：计算步骤三中所涉及的升力与浮空探测器和缆绳的质量和的大小差值，设计机械臂前端运动的线速度V以提供辅助升力用来补充差值；步骤五：根据机械臂前端线速度V分析机械臂臂长与旋转角速度；步骤六：根据前面分析机械臂、浮空探测器和缆绳综合作用结果，校验浮空探测器系统设计，若浮空探测器和缆绳升力加上机械臂前端运动的线速度V提供辅助升力总和大于或等于浮空探测器和缆绳的重力则表明机械臂、浮空探测器和缆绳设计可行，若浮空探测器和缆绳升力加上机械臂前端运动的线速度V提供辅助升力总和小于浮空探测器和缆绳的重力则表明浮空探测器和缆绳选材计算有误，需要返回步骤三重新设计。