近10余年来,为解决深空探测测控通信时延、深空测角以及测控弧段等问题,世界主要深空测控通信网均在加大深空站天线口径、提高射频频段、探索深空光通信技术等方面进行大量技术研究。
未来测控通信的发展主要包括高频通信技术、天线组阵技术、光通信技术等。
此外,建立深空测控中继站、构建行星际网络以及采用量子通信技术等也将是未来深空测控发展的方向。
04 智能自主控制技术
深空探测器飞行距离远、所处环境复杂、任务周期长、与地球通信存在较大时延,利用地面测控站进行深空探测器的遥测和遥控已经很难满足探测器操作控制的实时性和安全性要求。
深空探测器智能自主控制技术,即通过在探测器上构建一个智能自主管理软硬件系统,自主地进行工程任务与科学任务的规划调度、命令执行、器上状态监测与故障时的系统重构,完成无地面操控和无人参与情况下的探测器长时间自主安全运行。
为了实现深空探测器在轨自主运行与管理,必须突破自主任务规划、自主导航、自主控制、自主故障处理等关键技术。
05 新型结构与机构技术
深空探测器的结构与机构是承受有效载荷、安装设备、在轨操作和提供探测器主体骨架构型的基础。
深空探测任务目标的多样性与特殊性决定了需要研发新型的结构与机构,尤其是对于在地外天体表面开展巡视探测的航天器。
为完成这一目标,就必须研究适应不同天体与目标要求的新型着陆器结构与机构、巡视器结构与机构、钻取采样结构与机构等技术。
06 新型科学载荷技术
科学有效载荷是直接执行特定航天器任务的仪器设备,直接关系科学探测成果的获取和传输。
深空探测科学目标具有多样性,如水冰探测、空间环境探测、金属等各类矿物质探测等,决定了需要不同的新型载荷。