“天问一号”首次轨道中途修正 茫茫太空如何让探测器保持车道？
8月2日7时 ， 在北京航天飞行控制中心和中国航天科技集团科研人员的控制下 ， “天问一号”火星探测器成功实施了地火转移轨道首次中途修正 。
根据中国航天科技集团八院介绍 ， 此次“天问一号”探测器3000N发动机工作20秒钟 ， 顺利完成首次轨道中途修正 ， 继续飞向火星 。
截至第一次轨道修正前 ， “天问一号”探测器已在太空中飞行约230个小时 ， 距离地球约300万公里 ， 各系统状态良好 。 按计划 ， “天问一号”将于明年2月在火星着陆 。
专家表示 ， 在地火转移轨道飞行过程中 ， 探测器会受到入轨偏差、控制精度偏差等因素影响 。 由于探测器长时间处于无动力飞行 ， 微小的位置速度误差会逐渐累积和放大 ， 如果不进行修正 ， 将使探测器错过火星 。
“现在很多汽车都具有车道保持功能 ， 如果车偏离了自己的车道 ， 就会自动修正方向 ， 让车回到原本的车道上来 。 ”首次火星探测任务探测器系统环绕器技术副总负责人朱庆华向第一财经采访人员介绍称 ， “火星探测器的轨道修正也一样 ， 但不同的是火星探测器要修正的不仅仅是飞行方向 ， 还有飞行速度等多个变量 。 在茫茫太空中 ， 探测器也没有道路标线作为参照物 ， 因此难度很大 。 ”
朱庆华进一步解释道 ， 执行飞行任务时 ， 需要制定地火转移轨迹中途修正控制策略 ， 包括每次修正的时机、每次修正速度增量大小及速度增量方向 。 实际任务中 ， 科研人员需要根据中途修正策略完成对应的探测器姿态和轨道控制 ， 确保探测器始终飞行在预定的轨道上 。
“中途轨道修正的关键在于修正时机的选择以及每次修正的实施精度 。 科研人员需要综合考虑当前实际轨迹偏差、导航偏差及推力偏差确定修正时机 ， 同时采用在轨标定技术确保每次中途修正的控制精度 。 ”他表示 。
火星探测器首次中途轨道修正任务由中国航天科技集团五院和八院密切配合实施 。 此前“长征五号”运载火箭精准地将火星探测器送入了预定轨道 ， 使得这次轨道控制的主要目标不再是入轨精度修正 ， 而是要完成轨道控制3000N主发动机的第一次工作和在轨标定 。 后续工作还将根据探测器实际飞行状态 ， 利用中途修正对发动机的推力和方向等持续标定 ， 迭代优化中途修正策略 ， 最终保证探测器能够准确地进入火星捕获走廊 。 火星捕获是火星探测任务中技术风险最高的环节之一 。
7月23日 ， 我国首个火星探测任务发射成功 ， “长征五号”火箭为此次发射任务提供了关键的技术保障 。 这也是“长征五号”的首次应用性发射 。 位于上海的中国航天科技集团八院参与了“长征五号”助推器以及火星环绕器的研制 ， 填补我国在深空探测技术领域的多项空白 。 7月27日 ， 中国“天问一号”火星探测器向地面传回首张地月合影 。
今年夏天已经有中国、阿联酋和美国三个国家发射了火星探测任务 。 7月30日 ， 美国“毅力号”火星车发射 ， 并将火星直升机Ingenuity一起送往“红色星球” 。 “毅力号”也预计于明年2月抵达火星 。
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