前言
中國首次火星探測任務(wù)一步實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸、巡視探測,起點(diǎn)高、跨度大,極具挑戰(zhàn)性。
火星探測任務(wù)面臨復(fù)雜的火星環(huán)境。此前,國際上僅有美國成功著陸火星,人類對火星環(huán)境的認(rèn)知還很不足。我國沒有可支持工程設(shè)計(jì)的第一手環(huán)境數(shù)據(jù),通過調(diào)研得到的資料非常有限,對火星環(huán)境不確知,甚至還存在我們不知道哪些不知道的情況。因此,厘清并確定與工程設(shè)計(jì)相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù),即解決工程中的科學(xué)問題,成為工程研制的首要任務(wù),也是確保工程成功的基礎(chǔ)。
面對挑戰(zhàn),工程總師牽頭組織,以工程技術(shù)專題形式,廣泛開展資料搜集,對不確定的環(huán)境參數(shù)開展深入研討、仿真驗(yàn)證、地面試驗(yàn)等工作。中國首次火星探測任務(wù)圓滿成功,證明了任務(wù)環(huán)境識別及其影響分析的正確性。近期,我們又結(jié)合任務(wù)取得的最新探測成果,對之前的研究內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和完善,形成了本書。
全書共分13 章。第1章火星概述,簡要描述了火星物理特性、運(yùn)動特征,及其衛(wèi)星和臨近小天體的基本參數(shù)。第2章發(fā)射機(jī)會與軌道,介紹了火星探測發(fā)射窗口的選擇方法,以及典型火星探測器軌道類型。第3章時(shí)間與坐標(biāo)系統(tǒng),介紹了火星探測任務(wù)中的時(shí)間、坐標(biāo)系統(tǒng)的定義及其轉(zhuǎn)換關(guān)系。第4章電磁環(huán)境,描述了地火轉(zhuǎn)移段、行星際空間、火星表面等的電離輻射和磁場環(huán)境。第5章大氣環(huán)境,描述了火星大氣的特性和成分、結(jié)構(gòu)、密度模型、環(huán)流、典型現(xiàn)象及電場的特征。第6章熱環(huán)境,介紹了行星際空間、火星表面的熱輻射環(huán)境。第7章力學(xué)環(huán)境,內(nèi)容包括微流星體、火星土壤、火星重力場等力學(xué)環(huán)境的介紹。第8章表面形貌,描述了反照率計(jì)算方法,火星表面顏色及形成原因,火星全球地形及典型地貌特征。第9章火星成分,內(nèi)容包含火星礦物、火星表面組成和地球化學(xué)特征、火殼地球化學(xué)模型、火幔和火核地球化學(xué)特征和模型、火星表面水及其分布、火星成分研究的問題。第10 章內(nèi)部結(jié)構(gòu),介紹了火星地質(zhì)結(jié)構(gòu)、火星地質(zhì)活動。第11 章火星探測器設(shè)計(jì)約束條件,描述了火星幾何特征和運(yùn)動、電離輻射環(huán)境、熱環(huán)境、力學(xué)環(huán)境、大氣環(huán)境、塵暴環(huán)境、地形地貌、巡航段長期真空低溫環(huán)境對探測器設(shè)計(jì)的影響。第

12 章祝融號著陸區(qū)的地質(zhì)特征,介紹了中國首次火星探測任務(wù)的最新探測成果,包括地形地貌、物質(zhì)成分、淺層結(jié)構(gòu)等方面的內(nèi)容。第13 章天問一號火星全球彩色影像圖,介紹了目前火星全球彩色影像圖研究現(xiàn)狀、天問一號數(shù)據(jù)獲取情況、數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)與解決方法,以及利用天問一號數(shù)據(jù)處理獲得的結(jié)果。
在本書編寫過程中,得到杜愛民、尚海濱、李磊、任志鵬、鄢建國等專家的指導(dǎo)和幫助,在此表示誠摯的謝意。由于本書內(nèi)容涉及的知識較廣,作者水平有限,書中難免會有一些疏漏和不足之處,懇請讀者和專家批評指正。