火星勘测轨道飞行器工程设计

作者&投稿:滑倪 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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在火星勘测轨道飞行器的工程设计中,关键组件的制造和集成由洛克西德马丁公司位于丹佛的团队负责,他们负责整合整体结构和各种科学仪器。这些仪器的开发和制造分别来自多个地点,包括土桑的亚利桑纳州立大学、约翰斯·霍普金斯大学的应用物理实验室、意大利太空总署、圣地牙哥的马林太空系统公司、喷气推进实验室等。



飞行器的核心构造采用强化碳纤维化合物铝制蜂巢结构,钛金属制造的燃料槽占了主体重量的大部分,确保了结构的稳定性和完整性。整体重量保持在2180公斤(4806磅)以下,空重(不包含燃料)则低于1031公斤(2273磅)。动力系统主要依赖两块可移动的太阳能板,每板尺寸为5.35×2.53米,太阳能电池总面积达到9.5平方米,能高效转换26%的太阳能量为32V电力,提供大部分仪器的运行需求,最大功率可达到2000瓦特。



除了太阳能供电,轨道器还配备两个可充电镍氢电池,用于在太阳被遮挡或太阳板无法获取阳光时提供电力。电池容量为50安培小时,但考虑到电池电压降低会影响电脑工作,设计上只利用约40%的电力。主电脑采用133MHz的RAD750处理器,具有辐射防护功能,确保在深太空环境下稳定运行。探测数据存储在20GB的快闪存储器中,尽管存储空间看似充足,但与大型仪器的数据需求相比仍显不足,例如HiRISE火星地表影像的最大容量可达28GB。



操作系统是VxWorks,配合多种安全和监测协议。导航系统提供位置、航道和高度信息,通过16个太阳传感器(8个备份)监控方向和太阳位置,以及两个恒星追踪器提供完整位置和高度数据。惯性导航系统由两个设备组成,包括三个加速度计和三个陀螺仪,用于飞行路径的精确控制。通讯系统采用X-band(8GHz)和高速的Ka-band(32GHz)进行数据传输,最大下载速度可达6Mb/s,是以往火星任务的10倍。



推进系统搭载1175升(1187公斤)联胺单推进燃料,主要用于进入火星轨道,其中70%的燃料用于这一过程。飞行器配备了20个火箭推进器,包括六个大型用于进入轨道、六个中型进行航道修正和高度控制,以及八个小型用于一般操作中的高度和航道调整。动量轮则用于精确的高度控制,确保高分辨率影像的清晰度。




扩展资料

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