“天問一號”這一動作意義重大！4個月后火星見

　　謝攀 科技日報記者 付毅飛

　　2020年10月9日23時，在我國首次火星探測任務(wù)飛行控制團(tuán)隊控制下，天問一號探測器主發(fā)動機點火工作480余秒，順利完成深空機動。此次軌道機動在距離地球大約2940萬千米的深空實施。

　　記者從中國航天科技集團(tuán)八院了解到，對于“天問一號”火星探測任務(wù)，此次變軌意義重大。 至此，探測器的飛行軌道變?yōu)槟軌驕?zhǔn)確被火星捕獲的與火星精確相交的軌道。探測器將在當(dāng)前軌道飛行約4個月后與火星交會，期間將實施兩到三次軌道中途修正。

　　深空機動是什么？與軌道修正區(qū)別在哪？

　　航天科技集團(tuán)八院火星環(huán)繞器團(tuán)隊介紹， 深空機動是指在地火轉(zhuǎn)移段實施的一次變軌機動。通過深空機動可以改變探測器原有的飛行速度和方向，使其能夠沿著變軌后的軌道順利飛行至火星。

　　執(zhí)行深空機動是運載入軌彈道和地火轉(zhuǎn)移軌道聯(lián)合優(yōu)化的結(jié)果，能夠提升運載的發(fā)射能力、增加探測器的發(fā)射質(zhì)量，使探測器可以攜帶更多的推進(jìn)劑，更好地完成探測任務(wù)。與速度增量較小，發(fā)動機工作較短的常規(guī)中途修正不同，深空機動過程中，探測器由發(fā)射入軌的逃逸轉(zhuǎn)移軌道變軌為精確到達(dá)火星的軌道，速度增量大，發(fā)動機工作時間長，對探測器控制和推進(jìn)系統(tǒng)提出了極高要求。

　　深空機動的3大好處

　　通過使用深空機動進(jìn)行軌道設(shè)計和軌道控制，八院火星環(huán)繞器團(tuán)隊不但成功增加了探測器的推進(jìn)劑攜帶量，還實現(xiàn)了3方面目標(biāo)。

　　首先， 深空機動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，有利于減小發(fā)動機單次工作時間，保證發(fā)動機工作的可靠性。

　　同時， 深空機動的實施有利于3000N發(fā)動機的標(biāo)定，過程中可對3000N大發(fā)動機進(jìn)行推力和比沖標(biāo)定，而精確的發(fā)動機標(biāo)定參數(shù)可以更好地確?；鹦遣东@的精度。

　　通過深空機動，八院火星環(huán)繞器研制團(tuán)隊 實現(xiàn)了對探測器到達(dá)時間的優(yōu)化，能夠得到更加有利的捕獲點處的光照條件和通信條件，也使捕獲時探測器經(jīng)歷的火影時間（探測器進(jìn)入太陽光被火星遮擋的陰影區(qū)）和通信盲區(qū)時間更短。

　　如何實現(xiàn)深空機動？

　　執(zhí)行深空機動任務(wù)需要八院火星環(huán)繞器團(tuán)隊 根據(jù)預(yù)定到達(dá)火星時間、軌道參數(shù)與即時測控定軌參數(shù)制定深空機動變軌策略，完成對應(yīng)的探測器姿態(tài)和軌道控制，確保探測器在深空機動后處于與火星精確相交的軌道上。

　　瞄準(zhǔn)3億公里之外

　　本次深空機動中， 環(huán)繞器瞄準(zhǔn)的制動捕獲時火星的位置距離環(huán)繞器約3億公里遠(yuǎn)，誤差控制約200公里，相當(dāng)于北京到上海約1200公里距離中瞄準(zhǔn)一個直徑約0.8米的目標(biāo)。

　　在八院火星環(huán)繞器團(tuán)隊的不懈努力下， 此次深空機動控制的實際精度優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)。

　　后續(xù)，團(tuán)隊將根據(jù)探測器實際飛行狀態(tài)，迭代優(yōu)化中途修正策略，利用中途修正持續(xù)對到達(dá)火星的軌道再進(jìn)行精確修正， 保證探測器能夠按計劃準(zhǔn)確進(jìn)入火星捕獲走廊，被火星引力捕獲進(jìn)入環(huán)火軌道，開展著陸火星的準(zhǔn)備和后續(xù)科學(xué)探測等工作。