作者:郭超凯 来源:中国新闻网 发布时间:2020/8/2 12:28:16
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天问一号探测器“奔火”为何需要中途修正?专家解读来了

 

中新网北京8月2日电 (郭超凯)8月2日7时0分,在北京航天飞行控制中心和中国航天科技集团科研人员的控制下,天问一号火星探测器成功实施了地火转移轨道首次中途修正。

截至第一次轨道修正前,天问一号探测器已在太空中飞行约230个小时,距离地球约300万公里,各系统状态良好。

为什么要进行中途修正呢?首次火星探测任务探测器系统环绕器技术副总负责人朱庆华介绍道:“现在很多汽车都具有车道保持功能,如果车偏离了自己的车道,就会自动修正方向,让车回到原本的车道上来。火星探测器的轨道修正与之类似,但不同的是火星探测器要修正的不仅仅是飞行方向,还有飞行速度等多个变量。而在茫茫太空中,探测器也没有道路标线作为参照物,因此难度很大。”

在地火转移轨道飞行过程中,探测器会受到入轨偏差、控制精度偏差等因素影响。由于探测器长时间处于无动力飞行,微小的位置速度误差会逐渐累积和放大,如果不进行修正,将使探测器错过火星,导致“差之毫厘,谬以千里”的严重后果。因此执行飞行任务时,需要制定地火转移轨迹中途修正控制策略,包括每次修正的时机、每次修正速度增量大小及速度增量方向。实际任务中,科研人员需要根据中途修正策略完成对应的探测器姿态和轨道控制,确保探测器始终飞行在预定的轨道上。

中途轨道修正的关键在于修正时机的选择以及每次修正的实施精度。科研人员综合考虑当前实际轨迹偏差、导航偏差及推力偏差确定修正时机,同时采用在轨标定技术确保每次中途修正的控制精度。

在火星探测任务中,近火制动非常关键,关系着探测器能否顺利被火星捕获,因此在长达6个多月的地火转移阶段,需要适时对天问一号实施轨道中途修正和深空机动控制,为此,北京航天飞行控制中心将几次中途修正和深空机动控制联合起来进行规划设计,确保探测器精准到达制动点。北京航天飞行控制中心首次火星探测任务型号团队主任设计师金文马表示,为了确保天问一号完成第一次中途修正轨道控制,该中心编制了200多条正常飞控指令计划,制定了20余项故障预案,其中包含需现场决策处置的紧急重大故障预案,力争做到未雨绸缪、有备无患。

此前,长征五号运载火箭精准地将火星探测器送入了预定轨道,使得这次轨道控制的主要目标不再是入轨精度修正,而是要完成轨道控制3000N主发动机的第一次工作和在轨标定,此后还将根据探测器实际飞行状态,利用中途修正对发动机的推力和方向等持续标定,迭代优化中途修正策略,最终保证探测器能够准确地进入火星捕获走廊。(完)

 
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