欧盟发射ExoMars火星探测器,寻找火星生命(7)

着陆器是一个盾型航天器，由一个半锥角70度的盾头前体结构和一个半锥角为47度的圆锥形后体结构组成。着陆器外直径为2.4米，表面平台直径为1.7米。

在着陆器和轨道器组合体飞往火星的巡航过程中，为减少主电池的能量消耗，着陆器处于休眠模式。由轨道器为组合体提供必需的操作以及与地球间的通信，并为着陆器提供所需能源。

组合体到达火星3天前，着陆器通过三点旋转分离机构与轨道器分离，并为着陆器提供大于0.3米/秒的相对速度和2.5转/秒的自旋角速度，使着陆器与火星大气进入边界点成0度攻角。

着陆器在火星大气层停靠阶段将持续3天，停靠时间长短取决于轨道器与着陆器分离后的轨道修正，为进入火星大气提供必须的轨道机动。这一阶段对着陆器而言非常关键，导航和分离机构的散布将会叠加，进入火星大气边界点的轨道散布也将进一步增加。本阶段最关键的动作，是利用着陆器后体上的太阳敏感器测量惯性姿态，在抵达进入火星大气边界点前，激活探测器系统，为启动火星着陆程序做准备。

由于2016火星任务抵达火星时恰逢全球性沙尘暴季节，因此在进行着陆器设计时，必须考虑沙尘暴的影响。

5. “黑色七分钟”考验火星着陆

 

 

欧盟发射ExoMars火星探测器,寻找火星生命

 

火星着陆过程中，着陆器高速进入火星大气，在通过大气阻力实现减速并安全着陆的过程中，需要经历技术难度最大、失败概率最高的“黑色七分钟”。

ExoMars着陆器的着陆系统包括一个被动着陆装置(可压缩缓冲结构)和一个主动着陆装置(液体肼单组元推进系统)。主动着陆装置保证着陆器在高度约1.5米时实现悬停(减速至0)。

 

 

欧盟发射ExoMars火星探测器,寻找火星生命

 

被动着陆装置由一种层压的可压缩缓冲材料构成，这种材料在冲击过程中以变形方式吸收冲击能量，以达到缓冲目的。在反推发动机作用完成后，着陆器表面平台将以4米/秒的速度着陆，可压缩缓冲材料使该速度带来的冲击降至最低，最大冲击过载为40g。