“天问一号”探测器目前正以每天约30万公里的速度远离地球

仙仙

8月2日，由中国航天科技集团有限公司研制（以下简称“航天科技集团”）的“天问一号”火星探测器成功实施了地火转移轨道首次中途修正。


为什么要进行中途修正？专家介绍，在地火转移轨道飞行过程中，探测器会受到入轨偏差、控制精度偏差等因素影响。由于探测器长时间处于无动力飞行，微小的位置速度误差会逐渐累积和放大。因此，执行飞行任务时，科研人员需要根据测控系统测定的探测器实际飞行轨道与设计轨道之间的偏差，完成对应的探测器姿态和轨道控制，确保探测器始终飞行在预定的轨道上。中途轨道修正的关键在于修正时机的选择以及每次修正的实施精度。


航天科技集团专家介绍：“现在很多汽车都具有车道保持功能，如果车偏离了自己的车道，就会自动修正方向，让车回到原本的车道上来。火星探测器的轨道修正与之类似，但不同的是火星探测器要修正的不仅仅是飞行方向，还有飞行速度等多个变量。而在茫茫太空，探测器也没有道路标线作为参照物，因此难度很大。”


此前，由航天科技集团研制的长征五号运载火箭精准地将火星探测器送入了预定轨道，使得这次轨道控制的主要目标不再是入轨精度修正，而是要完成轨道控制3000N主发动机的第一次工作和在轨标定，此后还将根据探测器实际飞行状态，利用中途修正对发动机的推力和方向等持续标定，迭代优化中途修正策略，最终保证探测器能够准确地进入火星捕获走廊。


值得一提的是，此次探测器上携带的由航天科技集团研制的3000N轨控发动机是首次太空点火工作，验证了发动机在轨的实际性能。航天科技集团专家说：“3000N轨控发动机主要承担着三项任务，一是太阳系‘三环’转移到‘四环’过程中的姿态修正，二是‘四环’上的‘刹车制动’，三是火星附近的轨道调整。”目前，“天问一号”探测器正在以每天约30万公里的速度远离地球，信息传输延迟逐渐增大，加之太空环境复杂陌生，使得“天问一号”探测器的飞行轨道计算与以往任务相比，需要考虑更多、更复杂的要素。后续，“天问一号”探测器还将经历深空机动和数次中途修正，奔火飞行6个多月后抵达火星附近，通过制动被火星引力捕获进入环火轨道，开展着陆火星的准备和科学探测等工作。


“天问一号”任务进展


2020年7月17日


长征五号遥四运载火箭托举“天问一号”探测器垂直转运至发射区。




2020年7月23日


长五遥四火箭成功发射“天问一号”探测器。




2020年7月27日至28日


“天问一号”探测器在飞离地球约120万公里处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影。其后，探测器脱离地球引力影响范围，进入行星际转移轨道，飞离地球超过150万公里。




2020年8月2日


“天问一号”探测器完成第一次轨道中途修正。这是3000N轨控发动机首次太空点火工作，验证了发动机在轨的实际性能。轨道修正前，探测器距离地球约300万公里。