天問一號升空即上星際「高速路」,首次修正已完成,磁強計已開機

2020-08-02 科普大世界

我國的火星探測器天問一號如今正在趕赴火星的過程中,發射於7月23日的它如今已經飛行了近10天時間,據國內多家媒體轉載國家航天局的消息稱,在8月2日7時整,我國首次火星探測任務天問一號探測器3000牛發動機開機工作20秒,順利進行了第一次軌道中途修正,繼續飛向火星。之所以要對其修正,是因為在探測器飛行的過程中,由於飛行速度和飛行方向上可能會出現的偏差,因此就要定期對其飛行姿態和狀況進行糾正,這個任務由天問一號上攜帶的多個小發動機來完成。

天問一號升空即上星際「高速路」,首次修正已完成,磁強計已開機

消息還透露目前天問一號上面各項設備運行正常,今後他還要繼續飛行近7個月的時間,穿越4億多公裡的徵程,在明年2月份到達火星。

天問一號升空即上星際「高速路」,首次修正已完成,磁強計已開機

今年的7月23日下午4:26,長徵五號火箭託舉著天問一號從海南文昌發射場順利升空,發射36分鐘之後就進入地球至火星的轉移軌道,該軌道還被稱為霍曼轉移軌道,它是太空飛行器進行行星探索時從一顆行星去到另一顆行星所需能量最少的軌道,被認為是太陽系星際旅行的「高速公路」。

天問一號升空即上星際「高速路」,首次修正已完成,磁強計已開機

不過,太空飛行器發射後想儘快進入霍曼轉移軌道可並不容易,因為它需要達到較大的速度才能進入,首先必須要超過第二宇宙速度(每秒鐘11.2公裡),克服了地球的引力才能進入這條軌道,這需要大推力火箭才能辦到,好在長徵五號的推力足夠大,持久度足夠強,才把天問一號直接送入了霍曼轉移軌道。

天問一號升空即上星際「高速路」,首次修正已完成,磁強計已開機

本質上講霍曼轉移軌道是一條繞太陽公轉的橢圓軌道,它與地球、火星的公轉軌道相切,遠日點比火星軌道距離太陽要遠一些,這樣太空飛行器才能在到達火星軌道時被火星引力捕獲,從而圍繞火星運行。那麼既然這條軌道是圍繞太陽公轉的軌道,就說明它的速度不會超過第三宇宙速度,因此天問一號的速度也不會超過每秒16.7公裡(以地球為靜止參照物的速度)。

天問一號升空即上星際「高速路」,首次修正已完成,磁強計已開機

7月24日晚22時24分,天問一號上攜帶的火星磁強計開機測試。通過對加電測試後下傳的科學數據、工程參數和遙測數據進行了判讀,火星磁強計工作正常,各項數據符合預期,該設備由中國科學技術大學張鐵龍團隊研製。
7月27日的時候,天問一號在距離地球120萬公裡處回望家園,拍下了地月合影的照片,二者均呈新月狀,在太陽系中結伴而行。

天問一號升空即上星際「高速路」,首次修正已完成,磁強計已開機

目前天問一號正在地火之間的「高速路」上狂奔,明年2月份天問一號將運行到火星軌道,與剛好行進到這裡的火星相遇,從而被火星引力捕獲,圍繞火星運行,不過在這之前,天問一號還要進行一次或幾次的加速過程,因為太陽的引力會不斷降低它的速度,在其到達火星軌道附近時,如果低於火星的行進速度,那麼就無法很好地被其捕獲,所以它還需要多次調整速度、方向和姿態,才能順利地被火星捕獲並圍繞其運行。

天問一號升空即上星際「高速路」,首次修正已完成,磁強計已開機

被火星引力捕獲之後,天問一號將圍繞火星運行兩個月左右的時間,這期間它將調整軌道並選擇確認火星上的降落地點,釋放著陸器到火星表面,這期間會有一個降速過程,進入火星大氣層後還會有降落傘和反推發動機減速,確保著陸器平穩安全地降落到火星表面,然後著陸器再釋放火星車,就可以在火星表面巡視探測了。

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參考資料:
《中國青年報》8月2日文章《中國探火最新消息:天問一號完成第一次軌道中途修正》

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