天问一号已在轨飞行约36天 “探火”还要迈几道坎?

8月28日 , 我国首次火星探测任务天问一号探测器累计飞行1亿公里 。 从7月23日成功发射算起 , 天问一号已在轨飞行约36天 。
相比环绕地球飞行、降落月球表面 , 飞向火星并非易事 。 这将是一次漫长的太阳系之旅 , 按照专家的估算 , 到达火星时 , 天问一号距离地球约1.95亿公里 , 实际飞行路程约4.7亿公里 , 整个过程中还要历经轨道修正、制动捕获等难关 。
现在的天问一号 , 已经成为一颗人造行星 , 在地火转移轨道上 , 与地球、火星共同绕太阳公转 , 并逐渐远离地球 , 飞向火星 。 之前的1亿公里 , 天问一号都经历了什么 , 而未来的3亿多公里 , 它还要迈哪几道坎?
最后来一张地月合影
中国航天人追寻火星的脚步 , 在火箭飞行的过程中就已经开始了 。 7月23日12时41分 , 天问一号带着十几种不同功能的科学载荷 , 在万众期待中 , 踏上了奔向火星的漫漫征途 。
【天问一号已在轨飞行约36天 “探火”还要迈几道坎?】“定向天线展开!”这是一个非常关键的控制 , 在4亿公里的距离上 , 地面和探测器间传送的无线电信号 , 将变得非常微弱 , 而展开这个近6平方米的“大锅”非常重要 , 它能大幅提升传输信号强度 。 到了火星轨道 , 与地面远距离通信就全靠它了 。 天线展开后 , 意味着中国探火之旅从此有了“生命线” 。
出门远行的第四天 , 天问一号飞行过程一切正常 , 但身边没有了熟悉的地球大气 , 它只身旅行在黑色的宇宙海洋 , 而地球和月球变得越来越小 。
天问一号拿出随身携带的光学导航相机 , 为地球和月亮拍了一张合照 。 在这幅黑白合影图像中 , 地球与月球一大一小 , 均呈新月状 , 在茫茫宇宙中相互陪伴 , 仿佛正向人们微笑示意 。
中国航天科技集团八院研制专家告诉采访人员 , 探测器在太空中 , 就像轮船航行在茫茫大海上 , 不同的是飞离地球后没有卫星导航系统指引 。 与传统的无线电导航不同 , 光学自主导航可以通过图像目标识别和特征提取 , 完成位置、速度等导航信息的获取 。
“光学导航敏感器就好比探测器的‘眼睛’ 。 ”八院控制所光学导航专家打了个比方 , “有了这双明亮的‘眼睛’ , 探测器也就有了自主能力 , 可以自己看着飞向目的地” 。
在天问一号飞近火星的过程中 , 中国航天人将装有长焦镜头的导航敏感器当作一只“千里眼” , 最远可以在1000万公里的距离识别火星 , 还能自主适应火星从点目标到面目标、从弱目标到强目标的火星图像提取 , 即使没有外部导航信息 , 也能够在深空飞行中自主找到前进的道路 。
成为一颗人造行星
按照国际电信联盟的定义 , 深空边界为距离地球200万公里远的空间 , 7月29日 , 也就是天问一号入轨后6天 , 它成功突破这一边界 , 正式成为太阳系中一颗遨游深空的人造行星 。
截至8月25日23时 , 天问一号远离地球的距离突破1000万公里 , 累计行程达9329万公里 。 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 , 是边界就意味着一定程度上的挑战极限 , 深空边界也一样 , 代表着超远距离、超大时延的环境变化 , 这无疑是地面飞控人必须攻克的难关 。
虽说条条大路通罗马 , 但漫漫太空旅行要顺利完成 , 一定要有科学严谨的态度 。 目前 , 天问一号处于无动力飞行状态 , 在飞行过程中 , 受到入轨偏差、控制精度偏差等因素影响 , 微小的偏差会逐渐积累放大 , 因此 , 及时修正调节十分必要 。
8月2日 , 天问一号探测器3000牛顿发动机工作20秒钟 , 完成第一次轨道中途修正 。
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说 , 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 。 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 。