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新华社北京10月9日电题:向火星迈出重要的一步! 天问一号顺利完成深空机动的四大看点

新华社记者胡喆

10月9日,在中国第一个火星探测任务飞行控制小组的努力下,天问1号探测器顺利完成了深空机动。 至此,探测器的飞行轨道被火星准确捕获,成为与火星准确相交的轨道。 截至深空机动前,天问一号飞行了78天以上,距离地球2900万公里以上,目前探测器各系统状态良好。 对我国首次火星探测任务来说,这次深空机动意义重大。

快讯:奔向火星关键一步!“天问一号”顺利完成深空机动四大看点

什么是深空机动? 和轨道修正有什么不同?

深空机动是指在地火转移段实施的轨道变更机动。 中国航天科技集团八院火星绕道器队专家告诉记者,深空机动可以改变探测器原有的飞行速度和方向,使其能够沿着变轨后的轨道顺利飞行到火星。

专家表示,执行深空机动是火箭轨道弹道和地火转移轨道联合优化的结果,提高运载工具的发射能力,增加探测器的发射质量,使探测器能够运载越来越多的推进剂,更好地完成探测任务。

到目前为止,天问一号已经完成了两次轨道的中途修正。 专家表示,与速度增量小、发动机工作短的常规中途修正不同,在深空机动过程中,探测器将变为从向轨道发射的逃逸移动轨道准确到达火星的轨道,速度增量大、发动机工作长,对探测器的控制和推进系统提出了极高的要求

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如何实现深空机动?

要完成深空机动任务,飞行控制队需要根据预定的火星到达时间、轨道参数和实时测量轨道参数制定深空机动变轨战略,完成对应的探测器姿态和轨道控制,确保探测器在深空机动后处于与火星准确交叉的轨道上

天问1号在跑,地球在跑,火星也在跑。 目前,天问一号已经距离地球超过2900万公里,我们相互之间的时间延迟已经比较大,所以很多动作必须由我们的预先设计和探测器自己完成,这些都有困难和挑战。 我国第一个火星探测任务天问1号探测器副总指挥张玉花说。

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为了完成地面测量的精密轨道和探测器上精确自主的轨道控制,在此次深空机动中,面向探测器的定轨任务由中国深空测量站和天文台共同完成,准确保证了探测器变轨精密定轨的诉求。 火星绕行器为了能够正确地自主控制轨道,装备了具备故障识别和自主解决能力的计算机,充分确保了轨道控制的精度和可靠性。

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深空机动对火星探测好处多多

据悉,通过利用深空机动进行轨道设计和轨道控制,不仅成功地增加了探测器推进剂的携带量,还实现了三个目标。

首先,深空机动将大捕获速度的增量分解为两次相对较小的速度增量,有助于减少发动机一次的工作时间,确保发动机事业的可靠性。 另外,深空机动的实施有利于3000n发动机的标定,过程中可以进行3000n发动机的推力和比冲标定,准确的发动机标定参数可以更好地确保火星捕获的精度。

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另外,深空机动还可以使八院火星绕射器研制小组实现探测器到达时间的优化,从而获得更有利的捕捉点处的照明条件和通信条件,捕捉时探测器经历的火影时间(探测器进入阳光被火星遮挡的阴影区域)和通信盲区时间也将缩短。

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3亿公里的远程精度优于设计指标

在这次深空机动中,环绕机距离瞄准的火星位置约3亿公里,误差控制约200公里,这相当于瞄准北京到上海约1200公里的距离中直径约0.8米的目标,预计将会很困难。

在飞行控制队的不懈努力下,这次深空机动控制的实际精度优于设计指标。 之后,工作人员根据探测器的实际飞行状态,反复优化中途修正战略,利用中途修正继续准确修正到达火星的轨道,使探测器能够按计划准确进入火星的捕获通道,被火星重力捕获进入环绕轨道,开展火星着陆准备和后续科学探测等工作

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