奔火旅途中 “天问一号”的“闯关”还将继续

仙仙

记者从国家航天局获悉，2020年10月9日23时，在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，“天问一号”探测器主发动机点火工作480余秒，顺利完成深空机动。




深空机动与轨道修正有啥区别？


此前，“天问一号”探测器进行了两次轨道修正。那么此次深空机动与轨道修正有何不同？




专家介绍，为了弥补飞行偏差，使探测器沿着预定的轨道飞行而进行的轨道控制称作修正。改变探测器当前轨道，使其进入一条新的轨道而进行的轨道控制称作机动。类似于我们平时开车，在行驶途中调整方向盘，保证车身不偏离车道，这就是轨道修正。而在规划的转弯处转弯，就可以理解成深空机动。


此次轨道机动在距离地球大约2940万千米的深空实施。


为什么要进行深空机动？


“天问一号”探测器的轨道设计，综合考虑了从发射到火星捕获的各种约束条件并使推进剂消耗尽可能小，采取了转移过程中进行一次深空机动的策略。只有经过这次方向和速度的调整，探测器才能在未来与火星准确相遇。




后续，探测器将在当前轨道飞行约4个月后与火星交会，期间将实施两到三次轨道中途修正。


奔火旅途中 “天问一号”还将迎接更多挑战


“天问一号”的火星探测之旅已经进行了两个多月的时间了。接下来，“天问一号”还要继续闯关，奔火旅途中，还有更多的挑战在等着“天问一号”。


“天问一号”将经历关键的“太空刹车”


奔火旅途中有一次最为关键的“太空刹车”，将直接决定着此次火星探测任务的成败。




如果将地球与火星之间的“行星际公路”，比作一条以太阳为中心的椭圆形闭环高速，火星就相当于这条高速公路的一个出口。经过长达约7个月风尘仆仆的星际跋涉，当火星环绕器携带着陆巡视器，在这条高速公路上驶往火星出口的时候，必须利用自身携带的推进剂点火减速，将飞行速度降下来，这就好比要踩一脚“太空刹车”。


这关键的一脚“刹车”，也称为“近火制动”或者“火星捕获”，就是为了让“天问一号”探测器能够成为火星的“卫星”，围绕火星旋转。这是极为关键的“一脚”，直接关系到我国此次火星探测任务成功与否，时机与分寸的把握非常重要。


这一脚“太空刹车”有多难？根据计算，探测器距离火星仅400公里，相对火星的速度却高达4到5公里每秒，刹车的“时间窗口”仅为半个小时左右。届时，探测器已距离地球大约1.93亿公里，无线电通信单向时延约11分钟。显然，所有的制动过程，都必须由探测器独立完成。


通信受限 着陆过程被称为“恐怖七分钟”


“太空刹车”至关重要，而成功进入火星轨道后，就进入了相对平稳的环绕飞行阶段。这个阶段要持续两个多月的时间，在进行环绕探测的同时，根据探测到的信息判断是否具备着陆条件。




选择好着陆点、确定了着陆时间就进入到下一个关口。火星着陆的过程经常有“恐怖七分钟”之说，受到通信限制，整个着陆过程只能靠探测器自己进行判断和执行，地面来不及做任何处置。


只有火星车成功行驶在火星表面，并传回了探测数据，才意味着此次火星探测任务取得成功。此前只有美国的探测器成功实现了着陆和巡视探测。


“天问一号”探测器，在到达火星之后，还将开展一系列的科学探测工作。其中，环绕器不仅要以环绕火星的方式开展科学探测工作，同时它还作为地球与火星车之间的信使，承担着中继通信的任务，可以说，它的工作被安排得满满当当。我们祝愿“天问一号”一路顺风。（中央广播电视总台央视记者王世玉 陶嘉树 杨璐 图片：李贵良）