10月9日,经过火星探测任务飞行控制团队的不懈努力,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器已经完成了深空机动任务。在这之前,“天问一号”已进入深空,飞行超过78天并距离地球超过2900万公里,各系统状态良好。这次深空机动对于我国首次火星探测任务而言,具有非常重要的意义。
深空机动是指在地火转移段实施的一次变轨机动。与轨道修正不同,通过深空机动可以改变探测器原有的飞行速度和方向,以使其沿着新的轨道顺利飞行至火星。这次深空机动可以提升运载火箭的发射能力,增加探测器的发射质量,以便携带更多的推进剂,更好地完成探测任务。
火星探测任务飞行控制团队需要根据预定到达火星时间、轨道参数与实时测控定轨参数制定深空机动变轨策略,完成对应的探测器姿态和轨道控制。这次深空机动中,地面测控任务由我国深空测控站和天文台共同完成,确保探测器变轨的精密定轨需求。同时,火星环绕器装备了具备故障识别与自主处理能力的计算机,充分保证了轨道控制的精度和可靠性。
通过使用深空机动进行轨道设计和轨道控制,这次火星探测任务成功增加了探测器的推进剂携带量,并实现了三方面的目标:将大的捕获速度增量分解成两次较小的速度增量,由此有利于减小发动机单次工作时间并保证工作的可靠性;实现了对探测器到达时间的优化,得到更加有利的捕获点处光照和通信条件;此外,深空机动有利于3000N发动机的标定,推力和比冲标定参数也可以更好地确保火星捕获的精度。
这次深空机动的控制实际精度优于设计指标。随后,工作人员将迭代优化中途修正策略,持续对到达火星的轨道进行精确修正,确保探测器能够按计划准确进入火星捕获走廊,被火星引力捕获进入环火轨道,以便开展着陆火星的准备和后续科学探测。
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