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“火星大气探测包”(Mars Atmosphere Sensor Payload，MASP)作为探测载荷可由轨道器送往火星。从轨道器释放之后，MASP进入火星大气并减速，最终着陆于火星表面。在降落过程中及着陆之后，MASP可适时对火星大气展开探测，并将探测数据和降落过程飞行状态数据传回轨道器。考虑到探测载荷质量的限制，MASP将被限制在20kg，成为一种小型火星着陆器。这样，通过一次火星任务即可实现火星轨道与表面的双重探测，符合我国深空探测跨越式发展战略。 MASP大气进入过程主要采用弹道式，虽然MASP外形在一定程度上继承了已有的火星着陆器，但由于整体尺寸的缩小，仍有必要对MASP弹道式大气进入过程进行建模与仿真分析，从而获得主要的弹道性能参数。本论文主要研究MASP的进入阶段，即从进入火星大气层边界起始，至着陆器速度下降到1.4马赫数（降落伞可能的开伞条件）。本文完整地推导了弹道式火星大气进入的6自由度轨道姿态动力学模型，采用修正牛顿法简化了气体动力学模型，并用分段的指数函数描述火星大气密度的分布;基于H.J.Allen等研究者已有的成果对弹道式大气进入过程的轨道特性和姿态特性进行了定性分析。考虑到大气进入初始状态以及飞行器物理参数测量等方面存在误差，因此对标称轨道进行蒙特卡洛仿真，分析降落伞开伞点的落点范围。为了提高着陆器的落点精度，在大气进入飞行过程中MASP采用惯性导航和标称轨道制导方法进行控制，使其沿着预先设定的标称轨道飞行。 经过比较可知，分析与仿真结果基本吻合，验证了分析过程中假设的合理性和分析结论的可靠性。蒙特卡洛仿真表明，弹道式进入的着陆器开伞点分布在一个近似15×90km的椭圆内，初始状态误差是影响开伞点分布的主要因素，制导控制律则可以进一步缩小落点范围。本论文分析与仿真结果从飞行动力学的角度初步验证了小型火星着陆器技术方案的可行性。