浅谈“天问一号”顺利完成深空机动 的重大意义
2020年10月9日23时 ， 在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下 ， 天问一号探测器主发动机点火工作480余秒 ， 顺利完成深空机动 。在航天专业术语中 ， 为了减少飞行偏差 ， 使探测器沿着正确的轨道飞行而进行的变轨控制称为修正 。 天问一号在奔赴火星远达数千万公里的长途飞行中 ， 飞行轨迹难免会出现偏差 ， 需要多次对其轨道进行调整 。 此前它已经进行过两次轨道修正 。 而改变当前轨道 ， 使探测器进入另一条轨道而进行的变轨控制称为机动 。 这次轨道机动是在距离地球约2940万公里的深空实施 。国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言告诉环球时报采访人员 ， 天问一号这次轨道调整是本次火星探测任务到目前为止难度最大的一次 。 据介绍 ， 天问一号发射后并不是直接朝着火星飞 ， 而是综合考虑了从发射到火星捕获的各种约束条件并使推进剂消耗尽可能小 ， 采取了转移过程中进行一次深空机动的策略 。北京航天飞行控制中心首次火星探测任务型号总师崔晓峰表示 ， 通俗地说 ， 此前天问一号只是朝着火星的大致方向飞行 ， 而这次深空变轨后 ， 新的轨道直接精准地瞄准探测器与火星交汇点 ， 为后续探测器靠近火星的“急刹车” ， 即近火制动打下基础 。 探测器将在当前轨道飞行约4个月后与火星交会 ， 期间还将实施两到三次轨道中途修正 。航天科技集团五院火星探测器系统产品保证经理饶炜介绍说 ， 这已经是天问一号第三次开启发动机进行变轨控制 。 之前两次变轨控制时 ， 发动机点火只有几十秒 ， 主要是修正偏差 。 这次是重新规划轨道 ， 需要大发动机点火约500秒 。 这样的长时间工作 ， 对发动机而言是很大的考验 。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 。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 。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 ， 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 。八院专家表示 ， 此次深空机动中 ， 环绕器距离瞄准的火星位置约3亿公里 ， 误差控制约200公里 ， 这相当于从北京到上海约1200公里的距离中瞄准一个直径约0.8米的目标 ， 难度可想而知 。结果显示 ， 此次深空机动控制的实际精度优于设计指标 ， 任务顺利完成 。此次“天问一号”深空机动顺利完成 ， 标志着我国航天事业再次腾飞 ， 对于我国航天事业有着重大意义及影响 。 同时将促进中国在行星探测、空间科学和空间技术方面的发展 ， 使中国成为全球深空探测的领导者 。
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