火星环境对着陆探测任务的影响及设计考虑

曲少杰，呼延奇，饶 炜，向艳超，张冰强，王闯，董捷，陈百超，李群智

（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

0 引言

美、俄（苏联）等国早期火星探测成功率低，很大程度是由于对火星目标特性的未知。截至今日，获取火星环境知识仍然是一项正在进行的活动。为保证我国首次自主火星探测任务“天问一号”的圆满完成，研究人员在调研分析国外已获得的火星环境模型以及在轨数据、文献资料等的基础上，结合我国首次火星探测任务的工程实际情况，提出了2020火星任务中需要考虑的火星空间环境、大气环境及表面环境的主要因素及其量化条件。

火星空间环境须考虑的因素包括探测器地火转移阶段和环绕火星运行阶段面临的地球辐射带、银河宇宙线、太阳宇宙线、太阳紫外辐射及真空环境等。火星大气环境需要考虑的因素包括大气密度、大气风速、大气光学深度、尘暴概率与尘埃影响等。火星表面环境因素包括着陆区高程与坡度、土壤与岩石、等效大气温度、地表温度、表面热惯量、红外辐射强度、表面反照率、表面吸收率、表面红外发射率、表面雷达后向散射系数及表面太阳光谱等。对火星大气环境与表面环境的分析与设计，对“天问一号”进入、下降和着陆（enter, descent and landing,EDL）阶段的安全性有着至关重要的影响，甚至直接决定了探测任务的成败。

本文对火星着陆探测任务中须考虑的火星环境要素及其量化条件的确定过程进行阐述。

1 火星概貌

火星是太阳系中自然环境最接近地球的行星，也被认为是未来最适合人类移民的星球。……