央視揭秘:天問一號如何穩穩地抵達火星?

2020-11-23 澎湃新聞

央視揭秘：天問一號如何穩穩地抵達火星？

王世玉/央視新聞

2020-10-29 10:36

人在地面行走辨別方向，白天可以靠太陽，晚上可以靠北極星。那麼探測器在太空中飛行，靠什麼分辨方向呢？其實也是通過「看星星」。

讓我們來揭秘天問一號如何穩穩抵達火星。

天問一號探測器正在奔向火星的途中，那麼在這上億公裡的路程當中，它是如何知道自己的位置，並且保持姿態穩定的呢？這就離不開一個重要的裝置，叫作星敏感器。

這個標記著微型星敏感器的裝置就是天問一號上著陸巡視器上的同款星敏感器。從這個形態上可以看出它其實長得很像一個相機的鏡頭，的確，它正是通過在太空中拍照，並且和自己所攜帶的星圖進行比對，從而測算出自己在太空中所在的位置和它的姿態。

因為宇宙中恆星的位置比較固定，所以星敏感器拍照後，就可以根據亮度等基本特徵比對出自己拍到的究竟是哪些恆星，並根據這些恆星的位置計算出自己的位置。這些比對、計算的結果都需要在太空中實時完成。

航天科技集團五院502所、星敏感器資深主任設計師 武延鵬：這就是我們實際拍到的星圖，是個黑白的圖像，裡面的亮點就是星點（恆星）。

記者：它是不停地在拍，然後每一張的時候都會算一下自己的姿態？

航天科技集團五院502所、星敏感器資深主任設計師 武延鵬：對，每一幀都會算。

記者：像它現在能拍到這麼多星，要把所有這些（星）位置都算出來？

航天科技集團五院502所、星敏感器資深主任設計師 武延鵬：對，它應該是用儘可能多的星去做計算，這樣的話精度會好。選一些亮度比較高的、成像質量比較好的星來計算。

記者：像我們看到的這種很小很小的點，它能距離衛星當下的距離大概是一個什麼樣的水平？

航天科技集團五院502所、星敏感器資深主任設計師 武延鵬：恆星的距離都非常遠了。基本上咱們知道的最近距離都是在幾光年以外。所以你看到視覺上這個大小，實際上是一個亮度的影響，其實這些都是點。這裡面體現出來你（星敏感器）能夠成像質量很好，你能夠看到很多的星，那你的精度就會好。

能夠將幾光年之外的恆星精準成像，並且計算得又快又準，就是星敏感器的核心能力。據了解，天問一號環繞器上的星敏感器由航天科技集團八院研製，其優異的性能將幫助天問一號更準確地飛行；而後續，由航天科技集團五院研製的著陸巡視器上的星敏感器重量僅900克，將幫助探測器更穩地著陸火星。

（原題為《天問一號如何穩穩地抵達火星？》）

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