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“天问一号”探测器完成远火点平面轨道调整 顺
发布时间: 2021-02-20

    央广网北京2月16日消息(记者张棉棉)据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道,记者从国家航天局获悉,15日,首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施捕获轨道远火点平面机动。探测器上的3000牛发动机点火工作,将轨道调整为经过火星两极的环火轨道,并将近火点高度调整至约265公里。未来探测器还会有哪些动作?“天问一号”将如何降落到火星?

    “天问一号”2月10日成功进入火星轨道后,研制团队对轨道数据进行了判读和评估。由于“天问一号”入轨精度较高,因此取消了原计划在2月12日进行的火星轨道修正,直接进行15日的“远火点平面轨道调整”控制。

    远火点平面轨道调整究竟是怎么一回事?航天科技集团五院火星探测器总体副主任设计师缪远明解释说,“天问一号”进入火星轨道后,飞行轨迹是一个绕着火星的椭圆形,远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点。“远火点平面轨道调整”就是将“天问一号”的绕火星飞行路线从“横着绕”变成“竖着绕”。这样“天问一号”就能够对火星的两极进行拍摄,从而完成对火星全球的遥感成像任务。缪远明说:“因为横着绕,看不到火星的两极,竖着绕之后可以实现以后全球遥感成像的任务,所有后面的轨道都是立起来绕的。”

    据介绍,椭圆轨迹上远火点在20万公里左右,也正因此需要逐步把轨道周期降低。过远的距离对于后续进入停泊轨道是非常大的障碍。航天科技集团五院天问一号火星探测器产品保证经理饶炜说:“在2月份的时候,我们要逐步降低它的轨道周期,把远火点降低,这样我们能够实现200公里的近火点,大概在5万公里的远火点工作,这样它进入停泊轨道,我们可能要变四五次轨。3月份变到停泊轨道以后,在停泊轨道上可能还要大概运行80天,我们就对着陆区做一个预探测,对预选的着陆区做一些成像探测等,为最终着陆成功做前期准备。”

    预计在今年5月份,“天问一号”在经过多次轨道调整后会降落到火星表面。但是,要想顺利抵达火星表面,“天问一号”还要经过多重考验。

    当“天问一号”的着陆器与环绕器在预定区域分离后,也就是把着陆器抛出来之后,它们的历险也刚刚开始。从1961年至今,人类已经实施火星探测活动达40多次,成功率不到一半。首先,着陆器的速度比较快,会和火星大气摩擦生热,让着陆器表面像一团火,一般着陆器前面有一个热屏蔽层用来隔热,等到速度降下来后,热屏蔽层就被抛掉,需要打开着陆器上的降落伞减速,但我们此前并没有在火星上有过类似实战经验。航天科技集团五院火星探测器总体副主任设计师谭志云说:“大气减速的时候要面临一个高温的过程,还有气动带来姿态的偏差,这都会对减速造成不利的影响,但是对于火星大气的未知,其不确定性挺大的,所以风险还是比较大。”

    当着陆器最后与火星地面接触时,依靠着4条有弹性的“腿”能起到一定的缓冲作用。但从把着陆器抛射出来到着陆,从约每秒4.9公里降到0,时间仅为7分钟,因此,这也被科学家们称为“黑色7分钟”,将是“天问一号”最惊险的一段旅程。此前发射失利的欧洲空间局两个火星探测器就输在这7分钟的着陆过程里。另一方面,火星上的时延有20多分钟,远大于7分钟的着陆时间,因此在地球的工作人员无法操控,只能依靠着陆器自身设定的程序。中国首次火星探测工程副总指挥、探月与航天工程中心主任刘继忠表示:“‘黑色七分钟’难就难在,第一,它只能自动控制进行落地,因为无法对它进行控制管理。第二,火星的大气跟地球有很多不同,包括它的成分、密度、热等方面都带来很多难度。因此那一段可以说是很难的一段,也是很关键的一段。”

    也就是说,这一过程中,电磁信号是完全被屏蔽掉的,发信号也收不着,所以在降落过程中完全得依靠它自己。为了把火星车安全送上火星,着陆器上除了配备了降落伞,另外还安装了反推力发动机,中国首次火星探测任务新闻发言人、国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰说,选择安全地点降落,就需要着陆器上的控制系统和推进系统共同配合来完成。“下降的过程中,着陆器会通过传感器看到地面上哪有坑,哪有石头,就会发指令,让主发动机和自控发动机配合,找一块相对平的着陆点降落下来。”

    着陆后,火星车也就是巡视器与着陆器解锁分离。火星车驶离着陆器,开始巡视探测。着陆器安全着陆后,环绕器进入中继轨道,为火星车提供中继通信,兼顾科学探测。刘彤杰说:“着陆平台就是着陆器,它和火星车加起来是1300公斤,着陆平台载着火星车要完成进入大气减速下降落在火星表面上,然后把坡道伸下来,由火星车走到火星表面上开展探测,这是它最大的使命,坡道可以向前也可以向后展开,所以火星车可以选择往更平的地方来行走。”


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