文章來源：新(xin)華社(she) 發布時間：2021-10-12
新(xin)華社北京10月(yue)9日電 10月(yue)9日，在我國(guo)首(shou)次火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)(ce)任務飛(fei)(fei)行控(kong)制團隊努力下，“天(tian)問(wen)一(yi)號(hao)”探(tan)測(ce)(ce)器(qi)順利完成深(shen)空(kong)機(ji)動。至(zhi)此，探(tan)測(ce)(ce)器(qi)的飛(fei)(fei)行軌(gui)道變(bian)為(wei)能夠(gou)準確被(bei)火(huo)星(xing)捕獲的、與(yu)火(huo)星(xing)精確相(xiang)交的軌(gui)道。截至(zhi)深(shen)空(kong)機(ji)動前(qian)，“天(tian)問(wen)一(yi)號(hao)”已飛(fei)(fei)行超過78天(tian)，距離地球超過2900萬公里，目前(qian)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)各(ge)系統(tong)狀態(tai)良好。對我國(guo)首(shou)次火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)(ce)任務而言，此次深(shen)空(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？
深空機(ji)動是指在地火(huo)(huo)轉移段實施的(de)(de)一次變軌(gui)機(ji)動。中國航天科技集團(tuan)(tuan)八院火(huo)(huo)星(xing)環繞器團(tuan)(tuan)隊專家(jia)表(biao)示，通過(guo)深空機(ji)動可以(yi)改變探測器原有的(de)(de)飛行(xing)速度和方向，使其能夠沿著(zhu)變軌(gui)后(hou)的(de)(de)軌(gui)道順利飛行(xing)至(zhi)火(huo)(huo)星(xing)。
專(zhuan)家(jia)介紹，執行深(shen)空機動是運載火箭(jian)入(ru)軌(gui)(gui)彈道(dao)和地火轉移軌(gui)(gui)道(dao)聯合(he)優(you)化的結果，能夠提升運載的發射(she)能力、增加探測器的發射(she)質量，使(shi)探測器可以攜帶(dai)更多的推進劑(ji)，更好地完成探測任務。
此前，“天問(wen)一(yi)號”已完成(cheng)兩次軌(gui)(gui)(gui)道中(zhong)途修(xiu)正。專家表示(shi)，與速度增量較(jiao)小、發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)工作(zuo)較(jiao)短的常規中(zhong)途修(xiu)正不同，深空機(ji)(ji)動(dong)(dong)過(guo)程中(zhong)，探(tan)測(ce)器由發(fa)(fa)射入(ru)軌(gui)(gui)(gui)的逃逸轉移軌(gui)(gui)(gui)道變軌(gui)(gui)(gui)為精確到(dao)達火(huo)星的軌(gui)(gui)(gui)道，速度增量大、發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)工作(zuo)時(shi)間(jian)長(chang)，對探(tan)測(ce)器控制和推(tui)進系統提出了(le)極高要求。
如何實現深空機動？
執行(xing)深空(kong)(kong)機(ji)動任(ren)務需要飛行(xing)控制團隊根據預(yu)定(ding)到達火星時(shi)間、軌道參(can)數與即時(shi)測控定(ding)軌參(can)數制定(ding)深空(kong)(kong)機(ji)動變軌策(ce)略，完成對(dui)應的(de)(de)探測器(qi)姿態和軌道控制，確保(bao)探測器(qi)在深空(kong)(kong)機(ji)動后處于與火星精確相交的(de)(de)軌道上。
“‘天問一(yi)號(hao)’在(zai)跑(pao)，地球在(zai)跑(pao)，火(huo)星也在(zai)跑(pao)。目前(qian)‘天問一(yi)號(hao)’已經距離地球超過2900萬公里，我們互(hu)相之間的(de)時延已經比較大了，所(suo)以(yi)很多動作都要(yao)靠(kao)我們事先設計和探測器自己完成，這些都具(ju)有難(nan)度和挑戰。”我國(guo)首次火(huo)星探測任務(wu)“天問一(yi)號(hao)”探測器副(fu)總(zong)指揮張玉花說。
為了(le)完成(cheng)地(di)(di)面測控(kong)的(de)(de)精(jing)(jing)密定軌(gui)和(he)探(tan)測器(qi)上(shang)精(jing)(jing)確自(zi)主的(de)(de)軌(gui)道控(kong)制，此次深(shen)空機動中，地(di)(di)面對探(tan)測器(qi)的(de)(de)定軌(gui)任務由我(wo)國深(shen)空測控(kong)站和(he)天文臺共同完成(cheng)，準確保(bao)證了(le)探(tan)測器(qi)變軌(gui)的(de)(de)精(jing)(jing)密定軌(gui)需(xu)求。為了(le)能夠精(jing)(jing)確自(zi)主控(kong)制軌(gui)道，火星(xing)環繞器(qi)裝備(bei)了(le)具備(bei)故障識別與自(zi)主處理能力的(de)(de)計算機，充分保(bao)證了(le)軌(gui)道控(kong)制的(de)(de)精(jing)(jing)度和(he)可(ke)靠性(xing)。
深空機動對火星探測好處多
據悉，通過使(shi)用深空(kong)機動進(jin)行軌道(dao)設計和軌道(dao)控制，不但成功增(zeng)加了探測器的推進(jin)劑(ji)攜(xie)帶量，還實(shi)現了三方面目標(biao)。
首先，深空機(ji)動(dong)(dong)將一個大的(de)(de)捕(bu)(bu)獲速度(du)增量分解為兩(liang)次相對(dui)較小(xiao)的(de)(de)速度(du)增量，有(you)利于(yu)減(jian)小(xiao)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)單次工(gong)(gong)作時(shi)間(jian)，保證發(fa)動(dong)(dong)機(ji)工(gong)(gong)作的(de)(de)可靠性(xing)。同時(shi)，深空機(ji)動(dong)(dong)的(de)(de)實施有(you)利于(yu)3000N發(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)標(biao)定，過程(cheng)中(zhong)可對(dui)3000N發(fa)動(dong)(dong)機(ji)進行推(tui)力和比(bi)沖(chong)標(biao)定，而精確(que)的(de)(de)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)標(biao)定參數可以(yi)更好(hao)地確(que)保火星(xing)捕(bu)(bu)獲的(de)(de)精度(du)。
此外，通過深空機動，八院火(huo)星(xing)環(huan)繞器研制團隊(dui)實現(xian)了對探(tan)測器到達時(shi)間的(de)優化，能夠得到更(geng)加有利的(de)捕(bu)獲點處的(de)光(guang)(guang)照條件和通信條件，也使捕(bu)獲時(shi)探(tan)測器經歷的(de)火(huo)影時(shi)間（探(tan)測器進(jin)入太(tai)陽光(guang)(guang)被(bei)火(huo)星(xing)遮擋的(de)陰影區）和通信盲區時(shi)間更(geng)短(duan)。
3億公里之遙精確瞄準 精度優于設計指標
此次深空機(ji)動中，環繞器(qi)距離瞄(miao)準的火星位置(zhi)約(yue)3億公(gong)里(li)，誤差控制約(yue)200公(gong)里(li)，這相當(dang)于(yu)從北京到上海約(yue)1200公(gong)里(li)的距離中瞄(miao)準一(yi)個直徑約(yue)0.8米的目標(biao)，難度可想而知。
在飛行(xing)控(kong)制(zhi)團隊的不(bu)懈努(nu)力下，此次深空機動(dong)控(kong)制(zhi)的實(shi)際(ji)精(jing)度(du)優于設(she)計指標(biao)。后(hou)續(xu)，工(gong)作人員(yuan)將根據探測(ce)器實(shi)際(ji)飛行(xing)狀態，迭代優化中途修正策(ce)略(lve)，利用中途修正持續(xu)對到(dao)達火(huo)星(xing)(xing)的軌道進行(xing)精(jing)確(que)修正，確(que)保(bao)探測(ce)器能夠按計劃(hua)準確(que)進入火(huo)星(xing)(xing)捕(bu)獲走廊，被火(huo)星(xing)(xing)引力捕(bu)獲進入環(huan)火(huo)軌道，開展著陸火(huo)星(xing)(xing)的準備和后(hou)續(xu)科學(xue)探測(ce)等工(gong)作。
【責任編輯：趙(zhao)藝涵】