火星着陆器进入段轨迹优化与制导研究进展*

姚晗诚 齐瑞云

1.南京航空航天大学自动化学院，南京 211100

2.南京航空航天大学先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室，南京 211100

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火星一直是人类深空探测的重点对象，火星与地球的相似程度导致其星球上存在诸多值得人类探索、研究的地方。1960年前苏联发射的火星探测器打开了人类对火星探索的大门，随后人类在接下来60年时间里总共进行了40多次火星探测活动，但其中成功到达火星完成任务并传回有效研究数据的案例不超过一半，而真正成功着陆的火星探测器仅有7次[1]。这些数据无疑表明火星探测所要克服的困难远比近地卫星的探测活动更为严峻。

火星着陆器着陆过程中，最为危险的阶段是火星着陆器进入火星大气层到最终软着陆火星表层这一着陆阶段[2]。火星着陆器飞行降落过程分为3个阶段：进入段、下降段和最终着陆段(Entry、Descent and Landing，EDL)。进入段是指从火星着陆器进入火星大气层按照规划的飞行轨迹到达指定开伞点，并成功打开降落伞的过程。这一阶段消耗火星着陆器将近99%的动能[3]，将速度和高度降低到合适火星着陆器开伞的数值，保证火星着陆器开伞过程的安全性以及后续的精准着陆，同时也是火星着陆活动中最为关键重要的一个阶段[4]。下降段分为伞降段和动力下降段，分别通过降落伞和反推装置进一步降低火星着陆器的动能。最终着陆段是指通过缓冲装置使得火星着陆器能软着陆到火星表层地面的阶段[5]。……