科普|天问一号成功“泊车” 着陆前还要经历这几道坎

2021-02-24 14:44:17 作者: 科普|天问一

天问一号运转阶段示意图

东方网记者解敏2月24报导:北京时刻今晨6时29分,火星勘探使命“天问一号”勘探器成功施行第三次近火制动,成功进入火星停靠轨迹。勘探器将在停靠轨迹上运转约3个月,为择机着陆火星做好预备。

“天问一号”勘探器自二零二零年7月23日成功发射以来,已在轨飞翔215天,现在间隔地球2.12亿千米。

什么是近火制动?

“天问一号”自发射以来现已阅历了三次近火制动,什么是近火制动?为什么要屡次制动?它对整个火星勘探使命又意味着什么?

勘探器制动俗称“刹车”,也便是减速。由于“天问一号”以椭圆形轨迹绕火星飞翔,运转至离火星较近的一侧称为“近火点”,离火星较远的一侧则称为“远火点”。当运转到“近火点”时,勘探器经过减速刹车来调整到不同的运转轨迹,着陆前“天问一号”总共将进行五次近火制动。

此前“天问一号”在2月十日施行制动捕获,进入到环火轨迹中;2月15日在远火点进行了一次平面机动,调整飞翔的轨迹倾角,使绕火星飞翔的轨迹从横着绕变为竖着绕,由于横着绕的时分看不到火星的“两级”,变为竖着绕后,将更有利于完结全球遥感成像使命。2月20日当“天问一号”再次回到近火点时,它再一次慢踩刹车,预备替换线路,迈入到停靠调相轨迹,对轨迹周期进行相应调整;今日现已是“天问一号”的第三次近火制动,“泊车”的进程可谓轻车熟路,现在设备状况正常,各项飞控作业正常展开。

进入火星停靠轨迹后,勘探器才真实抵达适宜的高度,“天问一号”将在停靠轨迹上展开盘绕勘探作业,盘绕器的7台载荷将悉数开机,开端科学勘探。载荷中的中分辨率相机、高分辨率相机、光谱仪等将对预选着陆区地势地貌、沙尘气候等进行远间隔“查询”,并把危险点符号出来,为3个月后的择机着陆火星做好预备。

近火制动与近月制动有何不同?

此前我国已成功施行的探月使命中,嫦娥系列勘探器均圆满完结了近月制动,积累了丰厚经历。不过“天问一号”面对的近火制动,与“嫦娥姐妹”有所不同。最明显的区别是间隔。地球与月球之间的均匀间隔约为38.44万千米,通讯延时能够操控在1秒钟以内。而地球与火星的间隔最远时达4亿千米,单向通讯延时到达10分钟以上。这种状况下地上无法对勘探器进行实时监控,需求提早上传指令,勘探器的每一步动作都需求自主履行。

由于近火制动进程中会有许多不确定性,比方发起机推力或许存在纤细误差,飞翔器的方位、速度、姿势等等,各种变数使得自主操控的杂乱程度超乎幻想。自主操控要很多依赖于丈量手法,经过多种途径和不同手法,结合地上丈量数据,判别丈量成果是否准确。在履行指令时,也会经过传感器来反应履行状况。当遇到意外状况,勘探器也会自行判别,然后依照预案自行应对。

此外,重达5吨多的“天问一号”装备的是一台3000牛的发起机,而3.78吨重的嫦娥四号,主发起机推力到达7500牛。这是由于嫦娥四号的发起机要统筹近月制动和月面着陆运用,因此需求较大推力。关于“天问一号”来说,则期望能把更多分量和空间留给载荷。规划人员在权衡后,在满意载荷的需求的基础上,经过延伸制动焚烧时刻来满意近火制动的要求。

“天问一号”后续还要迈过几道关?

后续“天问一号”还要迈过两道难关。第一道难关,要寻觅一个十分好的小窗口,让它进入到火星大气并完结着陆。天问一号的首选着陆点坐落火星乌托邦平原南端,方案于2021年5月至6月择机施行火星着陆。由于火星大气的密度是地球大气的1%左右。“天问一号”在减速着陆进程中不只要依托大气减速、气动减速、降落伞减速,还要靠反推发起机减速,最终靠陆腿吸收火星外表着陆碰击的能量,这个进程十分难。

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