天問一號 | ​進入停泊軌道 開始科學探測

2021-02-28 航科融媒

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       2021年2月24日，執行中國首次火星探測任務的 『天問一號』 再傳喜訊。

2021年2月24日6時29分，天問一號探測器成功實施第三次近火制動，進入近火點280千米、遠火點5.9萬千米、周期兩個火星日的火星停泊軌道。

2月24日，探測器經過第三次近火制動進入火星停泊軌道

事實上，在剛剛過去的春節假期，天問一號相當「忙碌」。2月10日，探測器抵達火星軌道，成為中國首顆人造火星衛星；2月12日，天問一號火星捕獲過程影像公開，從距離地球1.9億公裡之外傳回新春的祝福；2月15日，天問一號成功實施捕獲軌道遠火點平面機動，完成「側手翻」。

2月15日，天問一號進行遠火點平面機動，探測器的飛行從繞著火星赤道變成繞著火星南北極

進入停泊軌道後，天問一號探測器將在此運行約3個月，環繞器7臺載荷將全部開機，開始科學探測，並為擇機著陸火星做好準備。

天問一號探測器在經過長途飛行後，如何及時制動並最終被火星捕獲，是任務中風險最高、難度最大的環節之一，直接關係到探測任務的成敗。

捕獲過程難在哪兒？探測器抵達火星軌道附近時，距離火星只有400公裡，但相對火星的速度卻高達4至5公裡每秒。因此，探測器必須點火制動、及時「剎車」。否則，如果制動時間過長、剎車踩早了，探測器就會一頭撞向火星；如果時間過短、晚踩剎車，探測器就會因速度過快而飛離火星，無法進入環繞軌道。

在此過程中，探測器能夠被火星引力捕獲的機會僅有一次，「窗口期」更是只有半個小時。要想實現完美捕獲，天問一號不僅要靠地面的指令，更要在關鍵時刻依靠自己的「智慧」進行決斷。

專家表示，為了精確把控發動機的開關時機，環繞器在近火捕獲前需要由地面對其進行精確的無線電測定軌。除了無線電通信導航外，天問一號還首次利用光學導航敏感器作為備份導航工具，通過探測器上的一雙「眼睛」實時觀測環繞器和火星的精確位置。地麵團隊可藉此更直觀地確認飛行軌道和姿態，計算圖像中火星的幾何中心和視半徑。天問一號可以通過最優估計算法自主獲取實時位置和速度信息，依靠可靠的捕獲策略，確保進入環火軌道。

據了解，這是中國首次在行星際轉移飛行過程中應用光學自主導航技術，中國也由此成為世界上第二個掌握並在軌驗證火星光學自主導航技術的國家。

此外，在制動過程中，環繞器需要在自身出現突發狀況時自主完成相應處理，以最大限度保證火星捕獲成功。為了解決超遠距離通信問題，火星環繞器還裝備了測控數傳一體化系統，實現了系統重量輕、通信效率高、通信鏈路可靠的目標。

來源：人民日報

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