【簡介:】火箭是不能登陸火星的,他只是一個運載工具,他負責把探測器送上太空?;鸺蘸?,我們的深空探測器天問一號將沿著自己的軌道向火星飛去。第一步:做好導航 掌握漂移技巧自2020年7
火箭是不能登陸火星的,他只是一個運載工具,他負責把探測器送上太空?;鸺蘸?,我們的深空探測器天問一號將沿著自己的軌道向火星飛去。
第一步:做好導航 掌握漂移技巧
自2020年7月23日發(fā)射以來,天問一號已經完成4次軌道中途修正和1次深空機動。與嫦娥系列探測器在地月空間飛行不同,天問一號在發(fā)射升空3天后已徹底脫離地球引力場。因此,為了確保它能夠順利奔火,五院總體設計部軌道設計團隊為它設計了最優(yōu)的飛行軌道,制定詳細、全面的控制策略,助力天問一號在導航中精準飛行。
在地火轉移的高速路上,天問一號長期處于無動力飛行狀態(tài),難免會受到入軌偏差、控制偏差和其他攝動因素的影響,與預定軌道產生一定的偏離。為了更接近理論軌道飛行,它需要輕轉“方向盤”、慢踩“油門”,即通過中途修正的方式來進行飛行方向和速度的細節(jié)調整,從而實現精細躍動、高速奔火。
在高速奔火的路上,深空機動是天問一號需要掌握的漂移技巧。與中途修正相比,深空機動是控制量更大的軌控動作,使探測器通過一次大轉彎、大漂移,從地球的公轉面進入到火星的公轉面上。
第二步:做足預案 精準踩下剎車
天問一號探測器需要準確識別通往火星的“高速路標”并剎車慢行,在通往環(huán)火軌道的“匝道”上謹慎行駛。天問一號近火制動只有一次機會,一旦錯過,下一次合適的窗口期要等到2033年。
“對于軌道設計來說,近火制動這腳剎車力道大小是極為考究的。踩得太輕,就會飛離火星;踩得太重,則會對后面的飛行時序產生巨大影響。”天問一號軌道主管設計師高珊用生動的比喻來描述近火制動。
另一個對軌道控制帶來巨大挑戰(zhàn)的是通信延時。由于探測器距離地球太過遙遠,踏入環(huán)火軌道的天問一號與地球的通信延遲超過10分鐘,這意味著無法對火星捕獲情況進行實時監(jiān)控,快速應對。
第三步:多軌調整 減速完成泊車
盡管已經做了充分準備,軌道設計團隊在近火捕獲階段仍然全神貫注地關注著變軌過程中每一個參數、每一條曲線的變化,進行誤差評估。這是中國航天器第一次抵達火星附近,要一次實現“繞、著、巡”三個目標,軌道設計的難度很高。在完成火星捕獲后,天問一號將要面臨更大的考驗。
天問一號探測器由環(huán)繞器與著陸巡視器組成,為了保證著陸巡視器順利完成火星著陸,天問一號還需要進行多軌調整,通過精準操作來不斷進行軌道和速度的變動,通過更加復雜的軌道控制來保證“泊車”。