如何實現(xiàn)深空機(jī)動?
執(zhí)行深空機(jī)動任務(wù)需要飛行控制團(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(jī)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(jī)動后處于與火星精確相交的軌道上,。
“‘天問一號’在跑,地球在跑,,火星也在跑,。目前‘天問一號’已經(jīng)距離地球超過2900萬公里,我們互相之間的時延已經(jīng)比較大了,,所以很多動作都要靠我們事先設(shè)計和探測器自己完成,,這些都具有難度和挑戰(zhàn)?!蔽覈状位鹦翘綔y任務(wù)“天問一號”探測器副總指揮張玉花說,。
為了完成地面測控的精密定軌和探測器上精確自主的軌道控制,此次深空機(jī)動中,,地面對探測器的定軌任務(wù)由我國深空測控站和天文臺共同完成,,準(zhǔn)確保證了探測器變軌的精密定軌需求。為了能夠精確自主控制軌道,,火星環(huán)繞器裝備了具備故障識別與自主處理能力的計算機(jī),,充分保證了軌道控制的精度和可靠性。
深空機(jī)動對火星探測好處多
據(jù)悉,,通過使用深空機(jī)動進(jìn)行軌道設(shè)計和軌道控制,,不但成功增加了探測器的推進(jìn)劑攜帶量,還實現(xiàn)了三方面目標(biāo),。
首先,,深空機(jī)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(jī)單次工作時間,保證發(fā)動機(jī)工作的可靠性,。同時,,深空機(jī)動的實施有利于3000N發(fā)動機(jī)的標(biāo)定,過程中可對3000N發(fā)動機(jī)進(jìn)行推力和比沖標(biāo)定,,而精確的發(fā)動機(jī)標(biāo)定參數(shù)可以更好地確?;鹦遣东@的精度。
此外,,通過深空機(jī)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,。
3億公里之遙精確瞄準(zhǔn)精度優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)
此次深空機(jī)動中,環(huán)繞器距離瞄準(zhǔn)的火星位置約3億公里,,誤差控制約200公里,,這相當(dāng)于從北京到上海約1200公里的距離中瞄準(zhǔn)一個直徑約0.8米的目標(biāo),難度可想而知,。
在飛行控制團(tuán)隊的不懈努力下,,此次深空機(jī)動控制的實際精度優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)。后續(xù),,工作人員將根據(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)火星的軌道進(jìn)行精確修正,,確保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,。