【簡(jiǎn)介:】火箭是不能登陸火星的,他只是一個(gè)運(yùn)載工具,他負(fù)責(zé)把探測(cè)器送上太空?;鸺蘸?,我們的深空探測(cè)器天問一號(hào)將沿著自己的軌道向火星飛去。第一步:做好導(dǎo)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(gè)運(yùn)載工具,他負(fù)責(zé)把探測(cè)器送上太空。火箭升空后,我們的深空探測(cè)器天問一號(hào)將沿著自己的軌道向火星飛去。
第一步:做好導(dǎo)航 掌握漂移技巧
自2020年7月23日發(fā)射以來,天問一號(hào)已經(jīng)完成4次軌道中途修正和1次深空機(jī)動(dòng)。與嫦娥系列探測(cè)器在地月空間飛行不同,天問一號(hào)在發(fā)射升空3天后已徹底脫離地球引力場(chǎng)。因此,為了確保它能夠順利奔火,五院總體設(shè)計(jì)部軌道設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為它設(shè)計(jì)了最優(yōu)的飛行軌道,制定詳細(xì)、全面的控制策略,助力天問一號(hào)在導(dǎo)航中精準(zhǔn)飛行。
在地火轉(zhuǎn)移的高速路上,天問一號(hào)長(zhǎng)期處于無動(dòng)力飛行狀態(tài),難免會(huì)受到入軌偏差、控制偏差和其他攝動(dòng)因素的影響,與預(yù)定軌道產(chǎn)生一定的偏離。為了更接近理論軌道飛行,它需要輕轉(zhuǎn)“方向盤”、慢踩“油門”,即通過中途修正的方式來進(jìn)行飛行方向和速度的細(xì)節(jié)調(diào)整,從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)躍動(dòng)、高速奔火。
在高速奔火的路上,深空機(jī)動(dòng)是天問一號(hào)需要掌握的漂移技巧。與中途修正相比,深空機(jī)動(dòng)是控制量更大的軌控動(dòng)作,使探測(cè)器通過一次大轉(zhuǎn)彎、大漂移,從地球的公轉(zhuǎn)面進(jìn)入到火星的公轉(zhuǎn)面上。
第二步:做足預(yù)案 精準(zhǔn)踩下剎車
天問一號(hào)探測(cè)器需要準(zhǔn)確識(shí)別通往火星的“高速路標(biāo)”并剎車慢行,在通往環(huán)火軌道的“匝道”上謹(jǐn)慎行駛。天問一號(hào)近火制動(dòng)只有一次機(jī)會(huì),一旦錯(cuò)過,下一次合適的窗口期要等到2033年。
“對(duì)于軌道設(shè)計(jì)來說,近火制動(dòng)這腳剎車力道大小是極為考究的。踩得太輕,就會(huì)飛離火星;踩得太重,則會(huì)對(duì)后面的飛行時(shí)序產(chǎn)生巨大影響?!碧靻栆惶?hào)軌道主管設(shè)計(jì)師高珊用生動(dòng)的比喻來描述近火制動(dòng)。
另一個(gè)對(duì)軌道控制帶來巨大挑戰(zhàn)的是通信延時(shí)。由于探測(cè)器距離地球太過遙遠(yuǎn),踏入環(huán)火軌道的天問一號(hào)與地球的通信延遲超過10分鐘,這意味著無法對(duì)火星捕獲情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,快速應(yīng)對(duì)。
第三步:多軌調(diào)整 減速完成泊車
盡管已經(jīng)做了充分準(zhǔn)備,軌道設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在近火捕獲階段仍然全神貫注地關(guān)注著變軌過程中每一個(gè)參數(shù)、每一條曲線的變化,進(jìn)行誤差評(píng)估。這是中國(guó)航天器第一次抵達(dá)火星附近,要一次實(shí)現(xiàn)“繞、著、巡”三個(gè)目標(biāo),軌道設(shè)計(jì)的難度很高。在完成火星捕獲后,天問一號(hào)將要面臨更大的考驗(yàn)。
天問一號(hào)探測(cè)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(hào)還需要進(jìn)行多軌調(diào)整,通過精準(zhǔn)操作來不斷進(jìn)行軌道和速度的變動(dòng),通過更加復(fù)雜的軌道控制來保證“泊車”。