中國航天科技集團(tuán)八院“天問一號”探測器系統(tǒng)副總師兼環(huán)繞器總設(shè)計(jì)師王獻(xiàn)忠介紹,研制團(tuán)隊(duì)不僅攻克了火星制動捕獲,、長期自主管理等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),,更實(shí)現(xiàn)了地火間的超遠(yuǎn)距離測控通信,并將通過環(huán)繞探測實(shí)現(xiàn)火星全球性,、綜合性探測,,完成火星表面重點(diǎn)地區(qū)高精度、高分辨率精細(xì)詳查,。
臨門一腳:制動捕獲“踩剎車”
火星捕獲是火星探測任務(wù)中技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)最高,、最為重要的環(huán)節(jié)之一,,在火星探測器從地球飛向火星的過程中,能夠被火星引力所捕獲的機(jī)會只有一次,。利用火箭助推,,探測器獲得了擺脫地球引力的能量,使用精心設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)移軌道,,探測器能夠最終順利抵達(dá)火星附近,。
然而,受限于攜帶的推進(jìn)劑有限,,環(huán)繞器在抵達(dá)火星后,,必須把握住唯一的機(jī)會對火星進(jìn)行制動捕獲。此次火星探測任務(wù)捕獲時(shí)探測器距離火星僅400公里,而此時(shí)探測器相對火星的速度高達(dá)4到5公里每秒,,一不留神就會撞擊火星或飛離,,捕獲的成功與否成為火星探測任務(wù)成敗的關(guān)鍵,。
在這一制動捕獲過程中,,火星環(huán)繞器面臨諸多挑戰(zhàn)。由于捕獲時(shí)探測器距離地球1.93億公里,,單向通信時(shí)延達(dá)到10.7分鐘,,地面無法對這一制動過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,只能依靠探測器自主執(zhí)行捕獲策略,。此外,,在制動過程中,環(huán)繞器需要在自身出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)自主完成相應(yīng)處理,,最大限度保證火星捕獲成功,。
首次火星探測任務(wù)新聞發(fā)言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤杰介紹,,捕獲過程中,,火星環(huán)繞器需要準(zhǔn)確地進(jìn)行點(diǎn)火制動,如果制動點(diǎn)火時(shí)間過長,,探測器速度下降過多,,探測器就會一頭撞上火星,如果制動點(diǎn)火時(shí)間過短,,探測器速度過快,,就會飛離火星從而無法進(jìn)入環(huán)繞軌道,這對環(huán)繞器的自主導(dǎo)航與控制提出了極高要求,。