2.3.2 深空探测
深空探测是人类了解地球、太阳系和宇宙,进而考察、勘探和定居太阳系地球以外其他天体的第一步。深空探测是21世纪人类进行空间资源开发与利用、空间科学与技术创新的重要途径。目前深空探测的6个重点方向为月球探测、火星探测、小行星与彗星的探测、太阳探测、水星与金星的探测、巨行星及其卫星的探测。我国目前的深空探测项目有探月工程(即嫦娥工程)一、二、三期,火星探测工程。
1)深空探测技术特点
与围绕地球轨道运行的航天器相比,深空探测器具有鲜明的技术特点,主要表现在以下几个方面:
(1)任务形式多。深空探测系统比较典型的任务形式包括“绕、落、回、巡、附、穿”。
(2)目标差异大。行星、行星的卫星、彗星和小行星等目标的光照条件、引力场、大气环境等各不相同。
(3)环境不确定性大。天体表面的环境、土壤松软程度、地形起伏和磁场分布等,还缺乏实测数据的支撑。
(4)任务周期长。目标天体一般都距离地球较远,漫长的星际飞行中要考虑能源供给、温度保证、自主管理和空间辐射环境等因素。
因此,由上述可知,深空探测系统对各分系统的需求更加全面,以某着陆器为例,其数管分系统与姿轨控分系统相独立,数管分系统的功能包括遥测遥控管理、电源管理、热控管理、总线网络管理、FDIR、火工品管理、大容量存储与高速复接和机构驱动控制等。
2)深空探测系统设备组成
(1)系统管理单元。由16个模块组成,完成遥测、遥控、供配电、电源变换、热控、火工品管理、大容量存储与高速复接和机构驱动控制等功能。
(2)数据接口单元。实现上行通道数据处理、遥测采集与间接指令发送、加热回路控制、配电管理、机构控制、自锁阀控制功能。
3)深空探测系统设计特点
系统设备间采用1553B总线互连。系统设计特点包括:
(1)采用国际空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data Systems,CCSDS)标准,实现了平台和载荷数据流的统一设计,包括数据采集、存储、处理和回放等。
(2)采用星载嵌入式计算机设计思想,实现了平台和载荷管理电子设备的集成设计,减少了设备外壳和设备间电缆的重量,实现了系统体积、功耗及重量的大幅降低。
(3)实现了高集成后的电磁兼容性和抗干扰设计。
轨道器系统实现信息采集和处理、数据管理、控制、驱动等多种任务综合在一个有机整体中,为平台提供全面、综合的服务与管理。轨道器采用一体化设计思路,走标准化、模块化、通用化模式。将整个系统模块化或组件化,将模块或组件标准化,使模块或组件可以任意组合成所需单机。针对大型探测器体积大、多舱段、区域广和多次分离等特点,构建基于高速串行总线的分布式系统架构,实行分区管理。