文章來源(yuan)：新華社(she) 發(fa)布時間(jian)：2021-10-12
新華(hua)社(she)北京10月9日(ri)電 10月9日(ri)，在我(wo)國首(shou)次(ci)火星(xing)探測(ce)任(ren)務飛行(xing)(xing)控制團(tuan)隊努力(li)下，“天(tian)(tian)問(wen)一(yi)號”探測(ce)器(qi)順利完成深(shen)(shen)空(kong)(kong)機(ji)動。至(zhi)此(ci)，探測(ce)器(qi)的飛行(xing)(xing)軌道(dao)變為(wei)能夠準確被火星(xing)捕獲的、與火星(xing)精確相交的軌道(dao)。截至(zhi)深(shen)(shen)空(kong)(kong)機(ji)動前(qian)，“天(tian)(tian)問(wen)一(yi)號”已飛行(xing)(xing)超過(guo)78天(tian)(tian)，距離地球超過(guo)2900萬公(gong)里，目前(qian)探測(ce)器(qi)各系統(tong)狀(zhuang)態(tai)良(liang)好。對我(wo)國首(shou)次(ci)火星(xing)探測(ce)任(ren)務而(er)言，此(ci)次(ci)深(shen)(shen)空(kong)(kong)機(ji)動意義重大(da)。
什么是深空機動？與軌道修正有何區別？
深(shen)空機動是指在地火(huo)轉移段實施的一次變(bian)(bian)軌機動。中國航(hang)天科技集團八院(yuan)火(huo)星環(huan)繞器團隊專家表(biao)示，通過深(shen)空機動可以改(gai)變(bian)(bian)探(tan)測器原有的飛(fei)行速(su)度和(he)方向，使其能夠沿著變(bian)(bian)軌后(hou)的軌道(dao)順利飛(fei)行至火(huo)星。
專家介紹(shao)，執行深空(kong)機動(dong)是運載火箭入軌彈(dan)道和(he)地火轉移軌道聯合優化的結果(guo)，能夠提升運載的發射能力、增加探測器的發射質量，使探測器可(ke)以(yi)攜帶更多(duo)的推進劑，更好(hao)地完成探測任務。
此前，“天(tian)問一號(hao)”已(yi)完成兩次軌(gui)道中途修正(zheng)。專家表示，與速度增量較(jiao)小、發(fa)動機(ji)工(gong)作較(jiao)短的常(chang)規中途修正(zheng)不(bu)同(tong)，深空機(ji)動過(guo)程(cheng)中，探測(ce)器(qi)由發(fa)射(she)入軌(gui)的逃逸轉(zhuan)移軌(gui)道變軌(gui)為精確到(dao)達火(huo)星的軌(gui)道，速度增量大、發(fa)動機(ji)工(gong)作時(shi)間長(chang)，對探測(ce)器(qi)控制和(he)推進系統提出了極(ji)高要求。
如何實現深空機動？
執(zhi)行(xing)深空(kong)機(ji)(ji)動(dong)(dong)任(ren)務需要(yao)飛行(xing)控(kong)制(zhi)團隊根據(ju)預定到達火星時(shi)間、軌(gui)道參數與即時(shi)測控(kong)定軌(gui)參數制(zhi)定深空(kong)機(ji)(ji)動(dong)(dong)變軌(gui)策略，完(wan)成對(dui)應(ying)的探(tan)測器姿(zi)態和軌(gui)道控(kong)制(zhi)，確保(bao)探(tan)測器在深空(kong)機(ji)(ji)動(dong)(dong)后處于與火星精確相交的軌(gui)道上。
“‘天(tian)問一號(hao)’在跑(pao)(pao)，地球在跑(pao)(pao)，火星(xing)也在跑(pao)(pao)。目前‘天(tian)問一號(hao)’已經距離地球超(chao)過2900萬公里，我們互相(xiang)之間(jian)的時(shi)延已經比較大了，所(suo)以很多動作(zuo)都要靠我們事先(xian)設計和探(tan)測(ce)器自己完成(cheng)，這些都具有(you)難(nan)度和挑戰。”我國首次(ci)火星(xing)探(tan)測(ce)任務“天(tian)問一號(hao)”探(tan)測(ce)器副總指(zhi)揮張玉花說。
為(wei)了(le)完成地面測(ce)(ce)控(kong)(kong)的(de)精(jing)密定軌(gui)(gui)(gui)和(he)(he)(he)探測(ce)(ce)器上精(jing)確自(zi)主(zhu)的(de)軌(gui)(gui)(gui)道控(kong)(kong)制，此次深(shen)空(kong)機動中，地面對探測(ce)(ce)器的(de)定軌(gui)(gui)(gui)任務由我國深(shen)空(kong)測(ce)(ce)控(kong)(kong)站(zhan)和(he)(he)(he)天文臺共同(tong)完成，準確保證(zheng)(zheng)了(le)探測(ce)(ce)器變軌(gui)(gui)(gui)的(de)精(jing)密定軌(gui)(gui)(gui)需求。為(wei)了(le)能夠精(jing)確自(zi)主(zhu)控(kong)(kong)制軌(gui)(gui)(gui)道，火星環繞(rao)器裝備(bei)了(le)具備(bei)故障識(shi)別(bie)與自(zi)主(zhu)處理能力(li)的(de)計算機，充分保證(zheng)(zheng)了(le)軌(gui)(gui)(gui)道控(kong)(kong)制的(de)精(jing)度和(he)(he)(he)可靠性。
深空機動對火星探測好處多
據悉，通過使用深空機動進(jin)行(xing)軌道(dao)設計和軌道(dao)控制，不但成功增(zeng)加了(le)探測器的推進(jin)劑(ji)攜(xie)帶量，還實(shi)現了(le)三方面目標(biao)。
首先，深空機(ji)(ji)(ji)動(dong)(dong)將一(yi)個大(da)的(de)(de)捕獲速度(du)(du)增(zeng)量(liang)分解為(wei)兩次相對較小的(de)(de)速度(du)(du)增(zeng)量(liang)，有(you)利于(yu)減小發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)單(dan)次工(gong)(gong)作時間，保證發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)工(gong)(gong)作的(de)(de)可靠性。同(tong)時，深空機(ji)(ji)(ji)動(dong)(dong)的(de)(de)實施有(you)利于(yu)3000N發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)標(biao)定，過程中可對3000N發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)進行(xing)推(tui)力和比(bi)沖標(biao)定，而精確的(de)(de)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)標(biao)定參數可以(yi)更(geng)好地確保火星捕獲的(de)(de)精度(du)(du)。
此外，通(tong)過深空機動，八院火星環繞器(qi)研制團隊實現(xian)了對(dui)探(tan)測器(qi)到(dao)達(da)時間的優(you)化，能夠(gou)得到(dao)更加有利的捕(bu)獲(huo)點處的光照(zhao)條(tiao)件和通(tong)信條(tiao)件，也使捕(bu)獲(huo)時探(tan)測器(qi)經歷的火影(ying)時間（探(tan)測器(qi)進(jin)入太陽光被火星遮擋的陰影(ying)區）和通(tong)信盲區時間更短。
3億公里之遙精確瞄準 精度優于設計指標
此次深空機動中，環繞器距離瞄準(zhun)的火星位置(zhi)約(yue)3億公(gong)(gong)里(li)，誤差控制約(yue)200公(gong)(gong)里(li)，這相(xiang)當于從北京到上海約(yue)1200公(gong)(gong)里(li)的距離中瞄準(zhun)一個直徑約(yue)0.8米的目標，難度(du)可(ke)想而知。
在飛行(xing)控(kong)制團隊的(de)(de)(de)不懈努力下，此次深空機(ji)動控(kong)制的(de)(de)(de)實際精度優于設(she)計指標。后(hou)續(xu)(xu)，工(gong)作(zuo)人(ren)員將根據探測(ce)器實際飛行(xing)狀態(tai)，迭代(dai)優化中途修正(zheng)策(ce)略，利用中途修正(zheng)持續(xu)(xu)對到達火(huo)星的(de)(de)(de)軌道(dao)進(jin)行(xing)精確(que)修正(zheng)，確(que)保(bao)探測(ce)器能夠按計劃準(zhun)確(que)進(jin)入(ru)火(huo)星捕獲走(zou)廊，被火(huo)星引(yin)力捕獲進(jin)入(ru)環火(huo)軌道(dao)，開(kai)展著陸火(huo)星的(de)(de)(de)準(zhun)備和后(hou)續(xu)(xu)科學探測(ce)等工(gong)作(zuo)。
【責任編輯：趙藝涵】