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中国青年报客户端|天问一号奔向火星为何需要中途修正？专家解读来了

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我国首次火星探测任务天问一号探测器迎来最新消息：8月2日7时0分 ， 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 。 在奔向火星的过程中 ， 探测器为何需要中途修正？采访人员第一时间采访了我国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 。
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↑ 天问一号探测器示意图 ， 国家航天局供图
“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 。 ”朱庆华说 ， 火星探测器的轨道修正与之类似 ， 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 。 而在茫茫太空中 ， 探测器也没有道路标线作为参照物 ， 因此难度很大 。
【中国青年报客户端|天问一号奔向火星为何需要中途修正？专家解读来了】据他介绍 ， 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状态 ， 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 ， 导致“差之毫厘 ， 谬以千里”的后果出现 。
因此科技人员在执行火星探测器飞行任务时 ， 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 。
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↑ 天问一号中途修正模拟画面 ， 北京航天飞行控制中心/新华社
此次天问一号中途修正 ， 是在北京航天飞行控制中心和中国航天科技集团五院、八院科技人员的控制下完成的 。 朱庆华告诉采访人员 ， 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 。 科技人员综合考虑当前探测器实际轨迹偏差、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 。
“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 。 ”朱庆华说 ， 此后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 。
7月23日12时41分 ， 我国用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器 ， 开启火星探测之旅 ， 迈出了我国行星探测第一步 。 来自国家航天局8月2日的消息称 ， 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 。 （邱晨辉）


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