为了去火星,你知道天问一号有多努力吗?( 三 )


江湖人称“胖五”的长征五号火箭 , 经历过真正的至暗时刻 。
2016年11月3日 , 长征五号遥一火箭虽然二级出了些状况 , 但还算顺利完成任务 , 将实践十七号卫星送入地球静止轨道 。
2017年7月2日 , 长征五号遥二火箭发射失败 , 带着实践十八号卫星一同葬身太平洋 , 也直接导致原计划2017年11月发射的嫦娥五号月球采样返回任务延期 。
之后 , 就是在黑暗中漫长的摸索 , 寻找故障原因 , 不断测试和验证 。
908个日日夜夜 , 这黑暗如此漫长 。
直到2019年12月27日 , 长征五号遥三运载火箭成功将实践二十号卫星送入预定轨道 。 历经坎坷 , 王者归来 。
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长征五号遥三发射升空 。 这份沉甸甸的成功背后 , 是无数航天工作者们两年多的呕心沥血 , 是无数中华儿女的坚韧和拼搏 | 我们的太空 史悦 吕炳宏
2020年1月19日 , 长征五号遥四火箭的氢氧发动机完成了总装出厂前的最后一项验证:100秒校准试车——标志着这台发动机性能达到预定要求 , 即将转入火箭总装阶段 。
长征五号遥四 , 就是负责发射天问一号的火箭 。
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来源:中国航天科技集团
至此 , 天问一号才终于得到出发的保障 , 确定可以赶上2020年7月这次火星发射窗口 。
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目前公开的中国火星探测器实拍照片 | 中国航天科技集团
测控和数传:4亿公里外的讯息传递
解决了如何让5吨重的天问一号探测器“上天赴火”的难题 , 才仅仅是个开头 。
火星最远时距离地球4亿公里 , 是地月距离的1000倍 。 从这个角度来说 , 月球简直可以说是“近在咫尺” 。
而距离越远 , 不仅信号传输时间越长 , 更重要的是信号衰减也越剧烈 。 相比于月球 , 遥远的火星显然为地球与探测器之间的通讯带来了更大的挑战 。
与火箭和探测器保持通讯 , 或者说“测控和数传” , 可以拆分为三个方面的问题:1)跟踪(火箭、探测器的)位置和速度;2)向探测器发送指令;3)接收探测器传回的探测数据 。
而这三个方面都需要强大的地面站 , 或者说数目更多、分布更广、口径更大的地面天线 , 这不是一朝一夕可以完成的 。
事实上 , 中国从嫦娥任务开始就已经在一步一个脚印地组建深空测控和地面接收网了 。
2011年 , 佳木斯66米和喀什35米天线基本建成, 同年11月就投入了嫦娥二号任务飞掠小行星图塔蒂斯等后续拓展任务的S频段测控支持 , 之后最远跟踪嫦娥二号至约1亿公里才失联 。
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佳木斯深空站(北纬46°2937, 东经130°4612)66米天线和喀什深空站(北纬38°2634.7, 东经76°4340.3)35米天线
2013年 , 佳木斯深空站和喀什深空站正式建成并投入使用 , 同年12月正式加入嫦娥三号任务的测控工作 , 首次利用X频段完成了嫦娥三号地月转移、环月、动力下降和月面工作各阶段的测控工作 。 两处测控站至今仍在为嫦娥三号着陆器提供各项测控支持 。

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【没想到吧 , 虽然玉兔号早已停止工作 , 但嫦娥三号依然坚挺 。 2019年12月7日 , 嫦娥三号着陆器成功唤醒 , 开启了第75个月昼的工作 。 | CNSA】
2017年底 , 阿根廷35米天线深空站建成 , 不久就在2018年5月发射的嫦娥四号中继星鹊桥任务中正式投入使用 。 在这次任务中 , 阿根廷、佳木斯和喀什站共同为鹊桥中继星提供了S频段测控支持 , 这也是3个测控站首次完成全网协作 。