文章來(lai)源：新華社 發布時間：2021-10-12
新華社北京10月9日電 10月9日，在我國(guo)首(shou)次火(huo)星(xing)(xing)探測(ce)(ce)任務飛行控(kong)制(zhi)團(tuan)隊努力下，“天(tian)(tian)問一號(hao)”探測(ce)(ce)器(qi)順(shun)利完成深空(kong)機(ji)動(dong)(dong)。至(zhi)(zhi)此(ci)，探測(ce)(ce)器(qi)的(de)飛行軌道(dao)變(bian)為能夠準確被火(huo)星(xing)(xing)捕獲(huo)的(de)、與火(huo)星(xing)(xing)精確相(xiang)交的(de)軌道(dao)。截至(zhi)(zhi)深空(kong)機(ji)動(dong)(dong)前，“天(tian)(tian)問一號(hao)”已(yi)飛行超(chao)過(guo)78天(tian)(tian)，距離地球超(chao)過(guo)2900萬公(gong)里，目(mu)前探測(ce)(ce)器(qi)各系(xi)統狀態良(liang)好。對我國(guo)首(shou)次火(huo)星(xing)(xing)探測(ce)(ce)任務而言(yan)，此(ci)次深空(kong)機(ji)動(dong)(dong)意(yi)義重大。
什么是深空機動？與軌道修正有何區別？
深空機(ji)動是指在地火轉(zhuan)移段(duan)實施的一(yi)次變軌(gui)機(ji)動。中國航天科(ke)技集團(tuan)八院(yuan)火星(xing)環繞器團(tuan)隊專(zhuan)家表示，通過(guo)深空機(ji)動可(ke)以(yi)改變探測(ce)器原(yuan)有的飛(fei)行速(su)度和方向(xiang)，使其能夠沿著(zhu)變軌(gui)后的軌(gui)道順利(li)飛(fei)行至火星(xing)。
專家介紹，執行深(shen)空機動是運載火箭(jian)入軌彈道和地火轉移軌道聯合優化的(de)結果，能(neng)夠提升運載的(de)發射能(neng)力、增加探測器的(de)發射質量(liang)，使探測器可以攜帶更多的(de)推進劑，更好地完成探測任務。
此前，“天(tian)問一號(hao)”已完成兩次軌(gui)道中途修正(zheng)。專家表示，與(yu)速(su)(su)度(du)增(zeng)量較(jiao)(jiao)小、發(fa)動機工作較(jiao)(jiao)短(duan)的常規中途修正(zheng)不同，深空機動過程中，探(tan)測器由發(fa)射入軌(gui)的逃逸轉移軌(gui)道變軌(gui)為精(jing)確(que)到達火星(xing)的軌(gui)道，速(su)(su)度(du)增(zeng)量大、發(fa)動機工作時(shi)間長，對(dui)探(tan)測器控制和推(tui)進(jin)系統提出了(le)極(ji)高(gao)要求。
如何實現深空機動？
執行(xing)深空(kong)機(ji)動(dong)(dong)任務需(xu)要(yao)飛(fei)行(xing)控制(zhi)團隊根(gen)據預定(ding)到達(da)火星時(shi)間、軌道參數與即(ji)時(shi)測(ce)控定(ding)軌參數制(zhi)定(ding)深空(kong)機(ji)動(dong)(dong)變(bian)軌策(ce)略，完成對(dui)應的探(tan)測(ce)器姿(zi)態(tai)和(he)軌道控制(zhi)，確保(bao)探(tan)測(ce)器在深空(kong)機(ji)動(dong)(dong)后(hou)處于與火星精確相交的軌道上。
“‘天問(wen)(wen)(wen)一號(hao)’在(zai)跑，地(di)(di)球在(zai)跑，火星也在(zai)跑。目前‘天問(wen)(wen)(wen)一號(hao)’已(yi)經距離地(di)(di)球超過(guo)2900萬公里，我(wo)們(men)互相之間(jian)的時延(yan)已(yi)經比較大了(le)，所以(yi)很(hen)多動(dong)作(zuo)都(dou)要(yao)靠我(wo)們(men)事先設計和探測器自己完成，這些都(dou)具有難度和挑戰。”我(wo)國(guo)首次火星探測任(ren)務“天問(wen)(wen)(wen)一號(hao)”探測器副總指揮張玉花說。
為(wei)了完(wan)成地面測控的(de)(de)精(jing)(jing)密(mi)定(ding)軌(gui)(gui)和探(tan)測器上精(jing)(jing)確自主(zhu)的(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)控制(zhi)，此次深空機動中，地面對(dui)探(tan)測器的(de)(de)定(ding)軌(gui)(gui)任務由我國深空測控站和天文臺共(gong)同完(wan)成，準確保證(zheng)了探(tan)測器變(bian)軌(gui)(gui)的(de)(de)精(jing)(jing)密(mi)定(ding)軌(gui)(gui)需求。為(wei)了能(neng)夠精(jing)(jing)確自主(zhu)控制(zhi)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)，火(huo)星(xing)環繞器裝備(bei)了具備(bei)故障識別與自主(zhu)處理(li)能(neng)力的(de)(de)計算(suan)機，充分保證(zheng)了軌(gui)(gui)道(dao)(dao)控制(zhi)的(de)(de)精(jing)(jing)度(du)和可靠性(xing)。
深空機動對火星探測好處多
據悉，通過使用深空機動進(jin)行軌道設計和軌道控制，不但成功增加了探測器的(de)推進(jin)劑攜帶(dai)量，還(huan)實現了三方面目(mu)標(biao)。
首先，深空(kong)機(ji)(ji)動(dong)(dong)將一個(ge)大的(de)捕獲速(su)(su)度(du)增(zeng)量分解為兩次相對(dui)較小的(de)速(su)(su)度(du)增(zeng)量，有(you)利于(yu)減小發動(dong)(dong)機(ji)(ji)單次工作時間，保(bao)證發動(dong)(dong)機(ji)(ji)工作的(de)可靠性。同時，深空(kong)機(ji)(ji)動(dong)(dong)的(de)實施有(you)利于(yu)3000N發動(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)標定，過程中可對(dui)3000N發動(dong)(dong)機(ji)(ji)進(jin)行(xing)推力和比沖標定，而精確的(de)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)標定參數可以(yi)更(geng)好地確保(bao)火(huo)星捕獲的(de)精度(du)。
此外，通(tong)過深空機動，八院火星(xing)環繞(rao)器研制團隊(dui)實現(xian)了(le)對(dui)探測(ce)器到達時間的(de)優化，能夠得(de)到更加有利的(de)捕獲點(dian)處(chu)的(de)光照條(tiao)件(jian)和通(tong)信(xin)條(tiao)件(jian)，也使(shi)捕獲時探測(ce)器經歷的(de)火影(ying)(ying)時間（探測(ce)器進入太陽光被火星(xing)遮(zhe)擋的(de)陰(yin)影(ying)(ying)區）和通(tong)信(xin)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(ci)深空機動中(zhong)，環(huan)繞器距離瞄準(zhun)的火星位(wei)置約(yue)3億公里，誤(wu)差控制約(yue)200公里，這相(xiang)當于從北(bei)京到(dao)上海約(yue)1200公里的距離中(zhong)瞄準(zhun)一(yi)個直徑(jing)約(yue)0.8米(mi)的目標，難(nan)度可想而知。
在(zai)飛(fei)行控制(zhi)團隊(dui)的(de)不懈努(nu)力下(xia)，此(ci)次深空機動(dong)控制(zhi)的(de)實(shi)際精(jing)度優于(yu)設(she)計指標。后續(xu)(xu)，工作人員(yuan)將根據探測(ce)器實(shi)際飛(fei)行狀態，迭代優化中途修(xiu)(xiu)正策略(lve)，利用(yong)中途修(xiu)(xiu)正持(chi)續(xu)(xu)對到達火星(xing)的(de)軌(gui)道進(jin)行精(jing)確修(xiu)(xiu)正，確保探測(ce)器能夠按計劃(hua)準確進(jin)入火星(xing)捕獲走廊(lang)，被(bei)火星(xing)引力捕獲進(jin)入環火軌(gui)道，開展著陸火星(xing)的(de)準備和(he)后續(xu)(xu)科學(xue)探測(ce)等工作。
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