校园航天探测器的设计与实现
校园航天探测器的设计与实现
1 研究背景和意义
美国"信使号" 水星探测飞船于 2004 年8 月3 日在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心
由" 德尔塔 2"型火箭送入太空,明亮的火焰照亮了当时洒满月光的夜空辉映在大西洋上。"信使
号" 开始了计划中的耗时 6 年半、飞行 79 亿公里的探测远征。2015 年04 月30 日,北京时间
(即 5 月1 日)"信使号"探测器通过硬着陆以 3.9km/s 撞击水星表面的方式,结束其探测使
命,在水星北极附近留下一个直径为 16 米的撞击坑,新的探测器将于 2024 年抵达,届时我们
才能看到这个撞击坑的图像。
以此为契机,作者特研发了快乐者 1 号校园航天探测器,旨在通过制作、发射校园航天探测
器,使青少年既能尝试到探测器在天空飞行过程中执行"探测任务"的乐趣,又能学到一些航天
科技知识,对培养青少年从小养成"动脑想、动手做"的良好习惯以及激发其航天科技创新热
情,乃至为国家培养未来航天人才具有举足轻重的作用。
2 基本原理
快乐者 1 号校园航天探测器搭乘自制校园航天火箭,在野外发射场点火升空后,摄像头以及传
感器在空中开展"观天、看地"的预定科学探测任务以及追踪火箭的飞行姿态,并将实时画面、
照片通过发射天线传回到地面接收机。
3 试验情况
这一项目研究规划从 2014 年开始,先后对准备搭载快乐者 1号校园航天探测器的自制火箭运
载能力以及稳定性进行了 3 次野外发射试验。最近一次发射快乐者 1 号探测器的时间是 2015
年5 月1 日,之所以选择这一天是因为这一天(北京时间)是美国"信使号"壮丽撞击水星的时
间。快乐者 1 号发射升空飞行一段时间后,类似"信使号"以硬着陆方式撞击地面,撞击地面后
仪器残骸散落一地。因经费、时间等客观因素存在,快乐者 1 号当前基于青少年航天科技教育
而研发,属于民间航天技术的低空飞行探测器,有别于国家级层面太空飞行器,因此作者首次
引入"校园航天"概念,并获得了首个这一领域的专利。
5 创新点
(1 ) 其特征主要是将摄像机收集数据通过发射天线,采用2.4GHz 无线射频技术发送照片、
视频及音频讯号至地面接收机。
(2)接收机可以在地面时实观察空中探测的数据,并将所探测器的数据进行存储,倘若探测
器在落地过程中意外坠毁,存储在探测器中数据可能丢失,但地面接收机已存储了数据,可有
效防止数据丢失。
(3)根据国家知识产权局数据检索,作者所引入"校园航天" 概念,目前有且只有1 个"校园航
天"领域的专利,即文章所表述的" 探测器(快乐者 1 号校园航天探测器)".
5 进一步完善设想
作者期待,在今后的研究试验中,不断完善这一校园航天探测器的功能,如增加速度传感器、
加速度传感器、高度计等设备,以提供更多的科学探测服务,使其更具有实用性、创新性。计
划到 2017 年实现探测器软着陆返回,届时探测器飞得更高,飞行更稳,图像分辨率更高!本
项目于 2015 年3 月获得专利,专利号:ZL 2014303766297,仍在不断研发中,只有开始,木有
结束,致力于为青少年开展航天科普实践活动的航天梦而奋斗,建立一个"小小航天工程".
标签: #设计
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校园航天探测器的设计与实现1研究背景和意义美国"信使号"水星探测飞船于2004年8月3日在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心由"德尔塔2"型火箭送入太空,明亮的火焰照亮了当时洒满月光的夜空辉映在大西洋上。"信使号"开始了计划中的耗时6年半、飞行79亿公里的探测远征。2015年04月30日,北京时间(即5月1日)"信使号"探测器通过硬着陆以3.9km/s撞击水星表面的方式,结束其探测使命,在水星北极附近留下一个直径为16米的撞击坑,新的探测器将于2024年抵达,届时我们才能看到这个撞击坑的图像。以此为契机,作者特研发了快乐者1号校园航天探测器,旨在通过制作、发射校园航天探测器,使青少年既能尝...
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