sponsored links

奔向火星關鍵一步!天問一號深空機動“四大看點”詳解

探測器深空機動軌道示意圖探測器調姿示意圖(圖片:李貴良)

  10月9日23時,在我國首次火星探測任務飛行控制團隊控制下,天問一號探測器主發動機點火工作480餘秒,順利完成深空機動。至此,探測器的飛行軌道變為能夠準確被火星捕獲的與火星精確相交的軌道。

  在距離地球大約2940萬千米的深空實施軌道機動,對於“天問一號”火星探測任務來說,此次變軌意義重大。未來,探測器將在當前軌道飛行約4個月後與火星交會,期間將實施兩到三次軌道中途修正。

  看點一:什麼是深空機動?與軌道修正區別在哪?

  在航天術語中,為了減小飛行偏差,使探測器沿著預定的軌道飛行而進行的軌道控制稱作“修正”。改變探測器當前軌道,使其進入一條新的軌道而進行的軌道控制稱作“機動”。

  深空機動是指在地火轉移段實施的一次變軌機動。因其在距離地球大約2940萬千米的深空實施,故被稱作深空機動。中國航天科技集團八院火星環繞器團隊介紹,透過深空機動,可以改變探測器原有的飛行速度和方向,使其能夠沿著變軌後的軌道順利飛行至火星。

  此前,“天問一號”已完成兩次軌道中途修正。專家表示,與速度增量較小、發動機工作較短的常規中途修正不同,深空機動過程中,探測器由發射入軌的逃逸轉移軌道變軌為精確到達火星的軌道,速度增量大,發動機工作時間長,因而對探測器控制和推進系統提出了極高的要求。

探測器深空機動軌道示意圖探測器調姿示意圖

  看點二:為什麼要進行“深空機動”

  記者瞭解到,天問一號的軌道設計,是在綜合考慮從發射到火星捕獲的各種約束條件後,為使推進劑消耗盡可能小,採取了轉移過程中進行一次深空機動的飛行策略。

  具體來說,執行深空機動是軌道聯合最佳化的結果,能夠提升運載的發射能力、增加探測器的發射質量,使探測器可以攜帶更多的推進劑,更好地完成探測任務。

  綜合來看,深空機動“好處多多”。據介紹,透過使用深空機動進行軌道設計和軌道控制,不但成功增加了探測器的推進劑攜帶量,還能夠將一個大的捕獲速度增量分解為兩次相對較小的速度增量,有利於減小發動機單次工作時間,保證發動機工作的可靠性。

  同時,深空機動的實施有利於3000N發動機的標定,過程中可對3000N大發動機進行推力和比衝標定,而精確的發動機標定引數可以更好地確保火星捕獲的精度。

  此外,透過深空機動,八院火星環繞器研製團隊實現了對探測器到達時間的最佳化,能夠得到更加有利的捕獲點處的光照條件和通訊條件,也使捕獲時探測器經歷的火影時間(探測器進入太陽光被火星遮擋的陰影區)和通訊盲區時間更短。


  看點三:深空機動如何實現?

  據國家航天局探月與航天工程中心深空探測總體部部長耿言介紹,天問一號這次軌道調整是本次火星探測任務到目前為止難度最大的一次。

  此次深空機動需要根據預定到達火星時間、軌道引數與即時測控定軌引數制定深空機動變軌策略,完成對應的探測器姿態和軌道控制,確保探測器在深空機動後處於與火星精確相交的軌道上。

  為了精準實現深空機動,需要測控系統、探測器系統兩方面的密切配合。據瞭解,為了完成地面測控的精密定軌和器上精確自主的軌道控制,本次深空機動中,地面對探測器的定軌任務由我國深空測控站和天文臺共同完成,準確保證了探測器變軌的精密定軌需求。

  同時,還需天問一號自身“素質過硬”。據瞭解,為了能夠精確自主控制軌道,火星環繞器裝備了高精度陀螺、加速度計以及具備故障識別與自主處理能力的器上計算機,充分保證了軌控的精度和可靠性。

探測器調姿示意圖


  看點四:3億公里外的精確“瞄準”

  本次深空機動中,環繞器瞄準的制動捕獲時火星的位置距離環繞器約3億公里遠,誤差控制約200公里,相當於北京到上海約1200公里距離中瞄準一個直徑約0.8米的目標。其難度可想而知。

  而從此次深空機動控制的結果來看,實際精度要優於設計指標。這是火星探測任務團隊緊密配合、不懈努力的結果。

  後續,工作人員將根據探測器實際飛行狀態,迭代最佳化中途修正策略,利用中途修正持續對到達火星的軌道再進行精確修正,保證探測器能夠按計劃準確進入火星捕獲走廊,被火星引力捕獲進入環火軌道,開展著陸火星的準備和後續科學探測等工作。

分類: 科學
時間: 2021-10-09

相關文章

中國移動或將成為下一個軟銀,投資公司是關鍵一步

中國移動或將成為下一個軟銀,投資公司是關鍵一步
文/通訊敢言(公眾號) 中國移動最大的優勢是什麼?是有錢! 我查了一下最近幾年中國移動的財務報告,基本上現金存款都在大幾千億的規模,光是利息收入就接近200億,這是中國移動發展的底氣. 而相反,兩位友 ...

國產光刻機邁出關鍵一步,華卓精科宣佈好訊息,清華功不可沒

國產光刻機邁出關鍵一步,華卓精科宣佈好訊息,清華功不可沒
晶片被稱為是"工業糧食",它不僅是支撐起電子產業的基石,更是具有戰略意義的國家級產業.然而,在該領域我們卻因為起步較晚,以至於長期依賴海外進口. 自從華為等中企被老美切斷晶片代工渠 ...

嫦娥四號、天問一號探測器總指揮!這14位航天界“牛人”,都來自同一所大學!

嫦娥四號、天問一號探測器總指揮!這14位航天界“牛人”,都來自同一所大學!
揚帆起航,逐夢九天,我國航天事業已走過60餘載發展歷程,從"東方紅衛星"到"嫦娥奔月"."北斗組網",再到火星探測器升空--中國人的征途是星 ...

通訊被全頻干擾!我國已聯絡不到“天問一號”,究竟發生了什麼?

通訊被全頻干擾!我國已聯絡不到“天問一號”,究竟發生了什麼?
人類探索火星還處於初步階段,NASA已經發射了多個探測器著陸火星.中國也成功在火星表面著陸了祝融號火星車,這算得上目前最前沿的火星探索任務了. "天問一號"已經失聯?通訊被全頻段阻 ...

正確的化妝步驟是怎樣的?一步一步的為你詳解
愛美之心,人皆有之,每個女性都應學會最基本的化妝技能,能提亮膚色,看起來更加精神,但很多人沒有掌握正確的化妝方法,結果導致花妝. 正確的化妝步驟是怎樣的? 1.基礎護膚 化妝前必須進行基礎護膚,先把臉 ...

與地面“失聯”?天問一號進入日凌階段
9月下旬開始,地球.火星逐漸執行至太陽的兩側且三者近乎處於一條直線上,太陽電磁輻射干擾逐漸增強,器地通訊受到干擾,出現不穩定甚至中斷,這種現象稱作"日凌". 日凌期間探測器與地面& ...

詳解BJ40城市獵人版,全系2.0T+採埃孚8AT,關鍵價格討喜

詳解BJ40城市獵人版,全系2.0T+採埃孚8AT,關鍵價格討喜
什麼是駕駛樂趣?手動擋.零百加速.賽道,還是專業的繞轉.麋鹿測試等等,在我看來,對大自然完成征服才是最大的駕駛樂趣.開著一輛硬派越野車,踏足在原始的戈壁灘.沙漠,或者雨林中,聽著發動機的嘶吼,看著輪胎 ...

微信支援外部連結訪問,網際網路新流量戰爭來了

微信支援外部連結訪問,網際網路新流量戰爭來了
撰文 / AI財經社 何暢 編輯 / 董雨晴 "複製淘口令,到微信端開啟." "貼上口令,發給微信好友." 很長一段時間以來,從抖音和淘寶分享連結到微信,都會經 ...

深空探測“金牌司機”是怎樣煉成的
2020年7月23日,天問一號探測器成功發射,中國人的行星探測之旅正式啟程.歷經數億公里的長途跋涉,如今探測器已抵達火星停泊軌道,並計劃在後續擇機著陸火星,執行一系列探測任務. 在飛往火星的漫漫征途中 ...

未來小行星該如何探測?

未來小行星該如何探測?
在廣袤的太陽系中,存在著眾多小行星,吸引著天文學家不斷探索. 小行星其"星" 要想從無數的星辰中辨認出小行星,並不算一件難事,但要想將太陽系中近20萬顆小行星一一進行辨認,那就有一 ...

為何星際旅行不能說走就走:引力成技術難以跨越的天塹
每一個大技術變革時代,總會帶來交通工具的巨大更新.輪船.飛機和載人飛船讓人類的足跡從地表延伸到了太空.尤其是載人飛船和與它配套的運載火箭等技術的出現,讓人類有了挑戰地球重力的能力. 但離開地球引力的束 ...

月球和火星,哪個更適合人類移民?

月球和火星,哪個更適合人類移民?
先說答案:火星!火星不但是相比月球更適合人類居住,就是放眼整個太陽系,也找不到第二個比火星更適合人類居住的星球了! 火星,北極地區存在厚厚的冰層 這就是為什麼人類對探測火星興趣盎然.頻頻光顧它的原因. ...

燃料不夠?用彈弓把飛船崩出去!——《火星救援》裡的引力彈弓效應

燃料不夠?用彈弓把飛船崩出去!——《火星救援》裡的引力彈弓效應
火星,我們的鄰居,太陽系內和地球最像的行星.2020年7月23號,中國首次火星探測任務"天問一號"探測器升空.到8月底,已累計飛行1億公里,而當到達火星時,"天問一號&q ...

加油!祝融號在火星工作100天

加油!祝融號在火星工作100天
[加油!祝融號在火星工作100天]今天是"天問一號"遨遊太空.追夢火星13個月整,也是"祝融號"火星車平安在火星度過100天.行駛里程突破1000米的關鍵一天. ...

日本科學家分享JAXA即將進行的火星衛星MMX任務背後的科學知識

日本科學家分享JAXA即將進行的火星衛星MMX任務背後的科學知識
據外媒報道,Ryuki Hyodo博士分享了日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)即將進行的火星衛星MMX任務背後的科學知識,以及這次火星領域之旅的獨特之處. 今年2月,全世界都驚奇地看著三個太空任務接 ...

祝融號:我在火星的100天與1000米
嗨,大家好,我是祝融號,天問一號的火星車.迄今為止,我已經在火星度過了100個火星日.火星和地球也有"時差",火星的一晝夜約為24小時37分鐘,所以我的一天比你們要長那麼一點. 在 ...

人類為什麼捨近求遠探索火星,離地球更近的“金星”反而被冷落?

人類為什麼捨近求遠探索火星,離地球更近的“金星”反而被冷落?
#頭條科技復薪計劃第二期# 星際征途一直是人類的夢想,為了實現該夢想,科學家們傾盡一生投入到科技研發中,正因為他們的奉獻才讓如今的航天事業得以發展.雖然航天領域的出現不到百年,但在此期間取得的成績我們 ...

地球微生物會“汙染”火星嗎?美國宇航局解釋說有可能存在危險

地球微生物會“汙染”火星嗎?美國宇航局解釋說有可能存在危險
NASA在9月9日發表了"向NASA科學家提問!"為題公開了幾篇企劃報道.這次想從這個企劃報道中介紹一個有趣的報道給大家.主題是地球上的微生物有沒有被帶到火星的危險? NASA於2 ...

祝融——點亮火星傳奇裡的中國元素

祝融——點亮火星傳奇裡的中國元素
火星,一顆充滿神秘魅力的紅色星球.從遙遠的古代起,就引起人們無限遐想.最開始,人們覺得它熒熒似火哦,行蹤不定,意味著不詳:在中國有"熒惑"的說法,在西方它則代表著好鬥的戰神.而近現 ...