
火星极地着陆器探测器
“火星极地着陆器”(Mars Polar Lander,MPL)是NASA“火星勘测98计画”中的探测器,于1999年1月3日用“德尔它”运载火箭发射,任务目标是在火星表面部署1个着陆器和2个穿透器(深空-2),对火星表面过去和现在的水资源讲行探测。
基本介绍
- 中文名:火星极地着陆器探测器
- 外文名:Mars Polar Lander,MPL
- 国家:美国
- 发射时间:1999年
- 运载器:“德尔它”运载火箭
- 主要功能:火星探测
任务概况
NASA的“火星勘测98计画”包括2个探测器,即“火星气候轨道器”(MCO)和“火星极地着陆器”。根据计画,这2个探测器将几乎同时到达火星,对火星大气、气候和表面特性进行同步测量。“火星气候轨道器”于1998年12月11日用“德尔它”火箭发射,任务目标是监测火星大气尘埃和水汽,绘製火星气候变化演变图。1999年9月23日,“火星气候轨道器”到达火星附近并按计画进行了入轨机动,但经过火星背面之后就与地面失去联繫,随后坠入火星大气烧毁。事故调查表明,故障原因是地面发出的英制指令未转换成公制指令,致使导航信息错误,造成通信失败和任务损失。
按照计画,“火星极地着陆器”进入火星大气后将释放2个穿透器.使其以200m/s的速度撞击火星表面,钻取火星表层以下土壤进行分析。1999年12月3日,探测器到达火星附近,但在準备进入火星大气前6min与地面失去联繫,随后坠毁在火星表面。调查表明,探测器在降落期间打开着陆架时传送了错误信号,使制动发动机提前关机,导致探测器下降速度过快而坠毁。
着陆过程
美国航空航天局于1999年1月发射了由喷气推进实验室研製的火星极地着陆器,该飞行器于1999年12月3日到达火星。计画在火星南极登入后工作9个月,进行火星气候等3项科学研究。飞行器在执行着陆过程后没有按原计画向地球发回任何信息。经地面工作人员尽力联繫,终告失败。
火星极地登入器的着陆过程如图2-1所示。着陆器在8800m的高度首先打开降落伞,然后在2500m高度测高雷达开始工作。当着陆器到达火星表面1500m的上空时,着陆器的3条机械腿便展开。在1200m的高度,着陆器与降落伞分离,同时反推火箭发动机开始制动。反推火箭发动机着陆时在系统控制下立即关机。在着陆器的每条机械腿上都有1个霍尔效应磁感测器,用来感受着陆器是否已经触及火星地面,并在触及地面的50ms内关闭反推火箭发动机,从而完成着陆的过程。

着陆器于1999年12月3日到达火星上空后工作正常。在準备进人火星表面6.5h前,进行了最后一次轨道修正。在12时02分,飞行器调整到降落姿态。此时按照飞行计画,飞行器的天线偏离地球指向,信号自然消失。着陆器计画在12时14分着陆,并且在24min后向地球传送45min的数据。但是,地球上再没有接收到任何发回的信号。
地面工作人员与登入器取得联繫的努力一直持续到2000年1月17日,均无效果,于是飞行任务机构宣布结束这种努力。
主要性能参数
探测器由巡航级和着陆器组成。其中着陆器质量为293kg,高1.06m,宽3.6m,主结构为六边形,由3条铝合金着陆腿支撑。2个太阳翼从基座的2个对边伸出,基座上安装有2m长的机械臂、中增益碟型天线和UHF天线。
巡航级装有4个肼燃料推进模组,每个模组包括1个22N的推力器(用于轨迹修正)和1个4.4N反作用控制推力器(用于姿控)。巡航飞行期间,探测器採用三轴稳定,由星敏感器、太阳敏感器和惯性测量单元提供姿态信息。着陆器的EDL系统包括3组(每组4个)266N的脉冲调节制动发动机。採用4波束都卜勒雷达系统和姿态测量系统提供下降、着陆期间的高度数据和姿态信息。巡航期间通过巡航级上的X频段中增益天线与地面通信,着陆器通过UHF天线与“火星气候轨道器”通信,再由后者将数据传回地球。巡航期间的电源由巡航级上面积为3.1平方米的太阳翼提供。在火星表面着陆后,着陆器电源由2个总面积2.9平方米的太阳电池阵和16A·h的氢镍电池组提供。
有效载荷
探测器有效载荷包括火星下降成像仪、立体成像仪、机械臂相机、气象学仪器包、热和析出气体分析仪、雷射测距仪、火星挥发物和气候仪器包。
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