文章(zhang)來源：新(xin)華社 發布時間(jian)：2021-10-12
新華社北京10月9日電 10月9日，在我國首次火星探(tan)測任(ren)務飛行(xing)(xing)控制團隊努力下，“天(tian)問(wen)一號(hao)”探(tan)測器(qi)順利完成深(shen)(shen)空(kong)機動。至此(ci)，探(tan)測器(qi)的飛行(xing)(xing)軌(gui)道變為(wei)能夠準確被火星捕獲(huo)的、與(yu)火星精確相交的軌(gui)道。截至深(shen)(shen)空(kong)機動前，“天(tian)問(wen)一號(hao)”已飛行(xing)(xing)超過78天(tian)，距離地球超過2900萬公(gong)里(li)，目(mu)前探(tan)測器(qi)各系統狀態良好。對(dui)我國首次火星探(tan)測任(ren)務而言(yan)，此(ci)次深(shen)(shen)空(kong)機動意義重大(da)。
什么是深空機動？與軌道修正有何區別？
深空機(ji)(ji)動是指在地火(huo)轉移段實施的(de)一次(ci)變(bian)軌機(ji)(ji)動。中(zhong)國(guo)航(hang)天科(ke)技集團(tuan)八院火(huo)星環繞器(qi)團(tuan)隊專家表(biao)示，通過深空機(ji)(ji)動可以改變(bian)探(tan)測器(qi)原有的(de)飛(fei)行速度和方向，使其能夠(gou)沿著變(bian)軌后的(de)軌道(dao)順利飛(fei)行至火(huo)星。
專(zhuan)家介紹，執行深空(kong)機動是運載(zai)火(huo)箭入軌彈道(dao)和(he)地(di)火(huo)轉移軌道(dao)聯合優(you)化的結果，能(neng)(neng)夠提升運載(zai)的發射(she)能(neng)(neng)力、增加探測器的發射(she)質量，使探測器可(ke)以(yi)攜帶更多的推(tui)進劑，更好地(di)完成探測任務。
此前，“天問一號”已完成兩次軌(gui)(gui)道(dao)中途修(xiu)正(zheng)。專家表示，與(yu)速度增(zeng)量較小、發(fa)動(dong)機(ji)工作(zuo)較短的常規中途修(xiu)正(zheng)不(bu)同，深空(kong)機(ji)動(dong)過程(cheng)中，探測器(qi)由發(fa)射入軌(gui)(gui)的逃逸轉(zhuan)移軌(gui)(gui)道(dao)變(bian)軌(gui)(gui)為(wei)精確到達火星的軌(gui)(gui)道(dao)，速度增(zeng)量大(da)、發(fa)動(dong)機(ji)工作(zuo)時(shi)間長，對(dui)探測器(qi)控制和推進(jin)系(xi)統(tong)提出(chu)了(le)極高要求。
如何實現深空機動？
執行(xing)深(shen)(shen)空機動任務需要飛行(xing)控制(zhi)團隊根據預(yu)定(ding)到達火(huo)星(xing)時(shi)(shi)間(jian)、軌道參(can)數與即時(shi)(shi)測控定(ding)軌參(can)數制(zhi)定(ding)深(shen)(shen)空機動變(bian)軌策略，完成對應的探測器姿態(tai)和軌道控制(zhi)，確(que)(que)保探測器在深(shen)(shen)空機動后處(chu)于與火(huo)星(xing)精確(que)(que)相交的軌道上。
“‘天(tian)問(wen)(wen)一號(hao)’在(zai)跑，地(di)球在(zai)跑，火(huo)星(xing)也(ye)在(zai)跑。目(mu)前(qian)‘天(tian)問(wen)(wen)一號(hao)’已經(jing)距離地(di)球超過(guo)2900萬公里，我(wo)們互相之間(jian)的時延已經(jing)比較大了，所以很多動(dong)作都(dou)(dou)要靠我(wo)們事先設計(ji)和探測(ce)器(qi)自(zi)己完成，這(zhe)些(xie)都(dou)(dou)具有(you)難度和挑戰。”我(wo)國首次火(huo)星(xing)探測(ce)任務“天(tian)問(wen)(wen)一號(hao)”探測(ce)器(qi)副總指揮張(zhang)玉花(hua)說(shuo)。
為了(le)(le)完成(cheng)地面(mian)測(ce)(ce)控(kong)(kong)的精(jing)密定(ding)軌(gui)和探(tan)測(ce)(ce)器(qi)上(shang)精(jing)確自(zi)(zi)主(zhu)的軌(gui)道(dao)(dao)控(kong)(kong)制，此次深(shen)空(kong)機(ji)動中，地面(mian)對探(tan)測(ce)(ce)器(qi)的定(ding)軌(gui)任(ren)務(wu)由我國深(shen)空(kong)測(ce)(ce)控(kong)(kong)站和天(tian)文臺共同(tong)完成(cheng)，準確保證了(le)(le)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)變軌(gui)的精(jing)密定(ding)軌(gui)需求。為了(le)(le)能(neng)夠精(jing)確自(zi)(zi)主(zhu)控(kong)(kong)制軌(gui)道(dao)(dao)，火星(xing)環(huan)繞器(qi)裝備了(le)(le)具備故障識別與自(zi)(zi)主(zhu)處理(li)能(neng)力(li)的計(ji)算(suan)機(ji)，充(chong)分保證了(le)(le)軌(gui)道(dao)(dao)控(kong)(kong)制的精(jing)度和可靠性。
深空機動對火星探測好處多
據悉，通過使用深空(kong)機動(dong)進(jin)行(xing)軌(gui)道(dao)(dao)設(she)計和軌(gui)道(dao)(dao)控制，不但成(cheng)功(gong)增加了探測器的推進(jin)劑攜帶量，還實現了三(san)方面目(mu)標。
首先，深空(kong)機(ji)動將一(yi)個大的(de)捕獲(huo)速度增(zeng)量分解為兩次相對較小(xiao)的(de)速度增(zeng)量，有利(li)于(yu)減小(xiao)發動機(ji)單(dan)次工(gong)(gong)作時間，保證發動機(ji)工(gong)(gong)作的(de)可(ke)靠性。同時，深空(kong)機(ji)動的(de)實施有利(li)于(yu)3000N發動機(ji)的(de)標(biao)定，過程中(zhong)可(ke)對3000N發動機(ji)進行推(tui)力和比(bi)沖標(biao)定，而精確的(de)發動機(ji)標(biao)定參數可(ke)以(yi)更(geng)好(hao)地確保火星捕獲(huo)的(de)精度。
此外，通(tong)(tong)過深空機動，八院火(huo)星環繞器(qi)研制團隊實現了對探(tan)測(ce)器(qi)到達時間(jian)的(de)(de)優化，能(neng)夠得到更加(jia)有利的(de)(de)捕(bu)獲點處的(de)(de)光(guang)照(zhao)條(tiao)件(jian)和(he)(he)通(tong)(tong)信(xin)條(tiao)件(jian)，也使(shi)捕(bu)獲時探(tan)測(ce)器(qi)經歷的(de)(de)火(huo)影(ying)(ying)時間(jian)（探(tan)測(ce)器(qi)進入太(tai)陽光(guang)被火(huo)星遮擋的(de)(de)陰影(ying)(ying)區）和(he)(he)通(tong)(tong)信(xin)盲區時間(jian)更短。
3億公里之遙精確瞄準 精度優于設計指標
此次深空(kong)機動中(zhong)，環繞器距離(li)瞄準的火星位置約(yue)(yue)3億公(gong)里(li)，誤差控制約(yue)(yue)200公(gong)里(li)，這相(xiang)當(dang)于從北京到上海約(yue)(yue)1200公(gong)里(li)的距離(li)中(zhong)瞄準一個直徑約(yue)(yue)0.8米的目標，難度可想而知。
在(zai)飛行(xing)控制團隊的(de)不懈(xie)努力下，此(ci)次深空機(ji)動控制的(de)實(shi)際精度優于(yu)設(she)計指(zhi)標。后續(xu)，工作人員將根據(ju)探測(ce)器實(shi)際飛行(xing)狀態，迭(die)代(dai)優化中途修正策略(lve)，利用中途修正持續(xu)對到達火(huo)(huo)星的(de)軌(gui)道(dao)(dao)進(jin)行(xing)精確(que)修正，確(que)保探測(ce)器能夠按(an)計劃準確(que)進(jin)入(ru)火(huo)(huo)星捕獲(huo)走廊，被火(huo)(huo)星引(yin)力捕獲(huo)進(jin)入(ru)環(huan)火(huo)(huo)軌(gui)道(dao)(dao)，開展著陸火(huo)(huo)星的(de)準備(bei)和后續(xu)科學(xue)探測(ce)等(deng)工作。
【責任編輯(ji)：趙藝(yi)涵】