科学探索|奔向火星关键一步！“天问一号”顺利完成深空机动四大看点
10月9日 ， 在我国首次火星探测任务飞行控制团队努力下 ， “天问一号”探测器顺利完成深空机动 。至此 ， 探测器的飞行轨道变为能够准确被火星捕获的、与火星精确相交的轨道 。截至深空机动前 ， “天问一号”已飞行超过78天 ， 距离地球超过2900万公里 ， 目前探测器各系统状态良好 。对我国首次火星探测任务而言 ， 此次深空机动意义重大 。
【科学探索|奔向火星关键一步！“天问一号”顺利完成深空机动四大看点】什么是深空机动？与轨道修正有何区别？
深空机动是指在地火转移段实施的一次变轨机动 。中国航天科技集团八院火星环绕器团队专家告诉采访人员 ， 通过深空机动可以改变探测器原有的飞行速度和方向 ， 使其能够沿着变轨后的轨道顺利飞行至火星 。
专家介绍 ， 执行深空机动是运载火箭入轨弹道和地火转移轨道联合优化的结果 ， 能够提升运载的发射能力、增加探测器的发射质量 ， 使探测器可以携带更多的推进剂 ， 更好地完成探测任务 。
此前 ， “天问一号”已完成两次轨道中途修正 。专家表示 ， 与速度增量较小、发动机工作较短的常规中途修正不同 ， 深空机动过程中 ， 探测器由发射入轨的逃逸转移轨道变轨为精确到达火星的轨道 ， 速度增量大、发动机工作时间长 ， 对探测器控制和推进系统提出了极高要求 。
文章图片
如何实现深空机动？
执行深空机动任务需要飞行控制团队根据预定到达火星时间、轨道参数与即时测控定轨参数制定深空机动变轨策略 ， 完成对应的探测器姿态和轨道控制 ， 确保探测器在深空机动后处于与火星精确相交的轨道上 。
“‘天问一号’在跑 ， 地球在跑 ， 火星也在跑 。目前‘天问一号’已经距离地球超过2900万公里 ， 我们互相之间的时延已经比较大了 ， 所以很多动作都要靠我们事先设计和探测器自己完成 ， 这些都具有难度和挑战 。”我国首次火星探测任务“天问一号”探测器副总指挥张玉花说 。
为了完成地面测控的精密定轨和探测器上精确自主的轨道控制 ， 此次深空机动中 ， 地面对探测器的定轨任务由我国深空测控站和天文台共同完成 ， 准确保证了探测器变轨的精密定轨需求 。为了能够精确自主控制轨道 ， 火星环绕器装备了具备故障识别与自主处理能力的计算机 ， 充分保证了轨道控制的精度和可靠性 。
深空机动对火星探测好处多
据悉 ， 通过使用深空机动进行轨道设计和轨道控制 ， 不但成功增加了探测器的推进剂携带量 ， 还实现了三方面目标 。
首先 ， 深空机动将一个大的捕获速度增量分解为两次相对较小的速度增量 ， 有利于减小发动机单次工作时间 ， 保证发动机工作的可靠性 。同时 ， 深空机动的实施有利于3000N发动机的标定 ， 过程中可对3000N发动机进行推力和比冲标定 ， 而精确的发动机标定参数可以更好地确保火星捕获的精度 。
此外 ， 通过深空机动 ， 八院火星环绕器研制团队实现了对探测器到达时间的优化 ， 能够得到更加有利的捕获点处的光照条件和通信条件 ， 也使捕获时探测器经历的火影时间（探测器进入太阳光被火星遮挡的阴影区）和通信盲区时间更短 。
推荐阅读
- 火星|拍摄11064张照片后，火星毅力号看到了什么？这次还真看到了
- 埃隆·马斯克|马斯克薛其坤对谈：火星地球各有生存之道
- 火星|首批来自火星的声音：NASA公布“毅力号”录制音频
- 火星|火星的水资源没有流失！科学家苦寻多年，原来藏在火星地下
- 火星|火星水的“消失”之谜解开？或有多达99％如今藏在火星地壳中
- 火星|火星上的“莱特兄弟时刻”
- 火星|毅力号在火星上有了新的发现，古生物真的存在
- nasa|NASA超重型运载火箭完成关键测试，将用于重返月球和登陆火星
- 火星|在宇宙冲浪的火星摄影师返图！火星：拍得不错！
- 火星|NASA支持，在火星地壳中有大量的水，人类移居火星“稳妥”了？