新华社|“天问一号”完成深空机动四大看点
:原题为_新华社|“天问一号”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 。
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 。
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 。
【新华社|“天问一号”完成深空机动四大看点】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 。
3亿公里之遥精确瞄准 精度优于设计指标
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 。
在飞行控制团队的不懈努力下 , 此次深空机动控制的实际精度优于设计指标 。 后续 , 工作人员将根据探测器实际飞行状态 , 迭代优化中途修正策略 , 利用中途修正持续对到达火星的轨道进行精确修正 , 确保探测器能够按计划准确进入火星捕获走廊 , 被火星引力捕获进入环火轨道 , 开展着陆火星的准备和后续科学探测等工作 。
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