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“落火”之后,天问一号的“另一半”去哪了?
发布时间:2021-05-29        浏览次数:        

零距离

落火之后,天问一号的“另一半”去哪了

2021年5月15日,中国成功实现火星着陆,实现这一豪举的是我国首次火星探测任务天问一号探测器。

鲜为人知的是,天问一号探测器包含环绕器和着陆巡视器两局部。5月15日着陆火星的是着陆巡视器,那么天问一号的“另一半”——环绕器去哪了?

是的,它又回到了火星轨道,继承在火星上空飞翔。5月15日清晨4时许,天问一号探测器胜利实行环绕器和着陆巡视器的“两器分离”,3小时后,着陆巡视器成功穿梭火星大气,在火星名义实现软着陆;两器分离约30分钟后,环绕器则进行升轨,返回火星停泊轨道,成为着陆巡视器与地球的通讯中继站,同时持续进行火星环绕探测。

星际“专车”

据中国航天科技团体八院环绕器副总设计师朱庆华介绍,为实现着陆巡视器准确进入火星着陆轨道,环绕器需要首先在携带着陆巡视器的情况下来到进入火星的轨道,实施两器分离后,环绕器需要敏捷抬升轨道,而着陆巡视器则进入火星大气层。

这个分别前后的把持须要7个小时。

作为搭载着陆巡视器的星际“专车”,环绕器需要次序完成轨道下降发念头点火和关机、两器分离姿态树立、两器分离后轨道升高动员机点火和关机等系列动作。

“这是一系列很要害的姿态和轨道机动,稍有不慎,探测器就可能被火星引力拉向火星表面,而因为通讯时延的存在,我们并不措施实时获知探测器的状态并对异样情况进行干涉。”朱庆华说。

在他看来,器器分离的进程是对控制算法精度、产品工作牢靠性、故障预案周到性等最充足的考验。

实际上,明白了着陆巡视器精确的着陆点后,探测器的一系列灵活也就随之断定下来了。在探测器进行第一次降轨点火的3个小时前,航天设计师已上注所有控制策略,策略中包括了对可能产生情形的应答。

分离时,围绕器的轨道节制精度跟姿势掌握精度是着陆巡查器是否进入预约着陆区的条件。这些需要依附敏感器、履行机构、盘算机以及算法的正确性,是对探测器制导、导航与控制体系的一次“大考”。

计划设计师王卫华打了个比喻:这就比如在室外,距离尺度篮筐980米进行投篮,还必需当时斟酌到投篮的角度、机会、投球力度,以及篮球本身旋转活动、风速微风向外部环境等种种因素的影响。

同时,设计师们也做了不同情况下的预案和对策。当环绕器通过自身的敏感器发明没有完成既定的动作时,会自主带着着陆巡视器迅速进行轨道抬升以防止撞向火星,并在适合的时机再次取舍执行两器分离的一系列动作。

通信“中继站”

在此次火星探测任务中,环绕器不仅仅是一辆星际“专车”,它仍是一座功效强盛的通信“中继站”,为火星表面巡视器与地球搭建通讯桥梁,肩负对火星表面进行遥感探测的任务,同时抉择适当的时机来将巡视器的数据“中继”传向地球。

在距离地球2.93亿公里的轨道上准确指向地球,相称于要在2米开外瞄准绣花针孔,而且要在环绕器自身飞行运动情况下,时刻坚持瞄准状况。

朱庆华说,环绕器携带有2块太阳电池阵、1幅高增益数据传输天线、1幅对巡视器数据中继天线。在环绕器执行数据中继任务时,需要驱动太阳电池阵对准太阳方向以保障自身电能的供给,同时需要高增益天线跟踪地球、中继天线指向巡视器以建破数据“鹊桥”。“此时,环绕器需要同时实现对巡视器、地球、太阳3个目的的高精度同步指向控制,相对能够称得上是‘八面小巧’了。”制导、导航与控制系统主任设计师聂钦博说。

据他先容,近地卫星通常是长期对地稳固,应用全向天线,不会呈现通讯链路中止的问题,而环绕器在环火飞翔时与地球间隔远,因为天线波束角有限,设计师们要在确保对天线指向高精度控制的同时,对可能发生的通信链路中断做出预案。

“咱们设计了一种通讯链路中断后的自主恢复策略。一旦发生通讯链路中断,探测器就会‘自主慢旋’,并在这一过程中,使天线扫到地球,进而恢复通讯链路。这一过程也是环绕器自主实现。”软件设计师周?元说。

现在,环绕器仍然在稳定环火飞行,成为了着陆巡视器与地球之间的通信桥梁,实现数据中继义务后,它也将全力开启本人的环火遥感之旅。

起源:中国青年报

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