点火|航天六院发动机精准点火制动 “天问一号”进入环火轨道!

央广网西安2月10日消息(采访人员刘涛)牛年新春佳节即将来临之际 , 在距离地球1.92亿公里外的浩渺深空 , 中国首次探火之旅传来“牛气冲天”的喜讯:
2月10日晚19时52分 , 航天科技集团六院研制的“天问一号”推进系统完美工作 , 3000N主发动机实施800多秒的点火刹车制动 , 帮助我国首个火星探测器进入环绕火星轨道 。
“天问一号”火星探测器推进系统抓总研制单位六院801所深空探测系统部部长李和军说 , 此次火星制动捕获是环绕器推进分系统的大考 。 最近 , 由10余名探火推进系统发动机专家和科研人员组成的六院试验队 , 一直坚守在北京飞控中心工作 , 24小时连续跟踪 , 确保了此次“天问一号”环火任务的圆满完成 。
航天六院发动机型号总师、11所3000N探火主发动机技术负责人兰晓辉说 , 此次3000N发动机工作是该型号发动机工作时间最长的一次点火 , 工作状态非常完美 , 近火制动后入轨精度很高 , 为后续环火飞行的顺利开展赢得了“开门红” 。
与嫦娥系列探测器在地月空间飞行不同 , “天问一号”是在进行星际航行 , 发射升空三天后已经彻底脱离了地球的引力场 。 截至目前 , “天问一号”离家202天 , 跋涉4.75亿公里 。 目前 , “天问一号”终于在距离火星400公里处成功实施刹车 , 进入了环火轨道 。 而在遥远的深空 , “天问一号”已相距地球家园的直线距离 , 已达近2亿公里 。
探火之旅 , 动力领航 。 在“天问一号”火星探测器上 , 航天六院研制交付了着陆巡视器和环绕器的推进分系统 , 共计48台大大小小的发动机 。 这些发动机的任务 , 就是分别为着陆巡视器着陆过程中悬停、避障及缓速下降过程提供可靠动力 , 为环绕器提供轨道转移、制动捕获、轨道调整以及姿态控制所需的精准动力 。
李和军介绍 , 此次“天问一号”环绕器推进系统发动机实施点火制动 , 意义非凡 。 通过发动机推力减速控制 , 来降低探测器的速度 , 使其能够被火星引力所捕获 , 这一动作被人们形象地称为“踩刹车” 。 只有这样的精准刹车 , 才能使“天问一号”成为一颗环绕火星的卫星 , 否则探测器将飞越火星 , 奔向遥远的深空 。 地火转移轨道就像是一条以太阳为中心的椭圆形闭环高速 , 火星只是这条高速上的一个出口 , 一旦推进系统不能及时点火制定踩刹车 , 帮助探测器从火星出口下高速 , 那就只能错过出口 , 并且需要数年时间 , 才能到下次路过该出口了 。 一旦出现这样的情况 , “天问一号”火星探测之旅就极有可能面临中途夭折的危险 。为了避免这一现象发生 , 在这一极为关键的刹车阶段 , 六院探火推进系统研制团队设计了精准的刹车方案 。
李和军介绍说 , 我国首次火星探测工程采用一次发射实现对火星“绕、落、巡”三项探测任务 , “天问一号”火星探测器由环绕器与着陆巡视器组成 , 六院801所承担了环绕器与着陆巡视器两套推进分系统的抓总研制任务 , 其中7500N、3000N轨控发动机由11所研制 , 六院7103厂、101所、165所也均承担了相关研制及试验任务 。
探测器自去年7月23日发射入轨以来 , 环绕器推进分系统已圆满完成了4次中途修正和1次深空机动变轨任务 , 分系统二十多台轨姿控发动机均通过了在轨点火考核 , 发动机推力参数精准、正常 , 分系统各参数稳定、正常 。 而2月10日这天晚上的工作 , 是六院研制的推进分系统发动机单机工作最长的一次 。
兰晓辉说 , 2月10日晚19时52分 , 在距离地球1.9亿公里外的遥远深空 , 3000N发动机顺利点火 , 并开始800多秒的刹车点火制动 , 完成火星制动捕获 , 此次火星制动捕获是环绕器推进分系统的大考 。
【点火|航天六院发动机精准点火制动 “天问一号”进入环火轨道!】在此次大考中 , 3000N发动机工作非常完美 , 实现了天问一号火星探测器深空刹车被火星引力场捕获的预期目标 。
此次刹车制动后 , “天问一号”从绕日大椭圆轨道变为火星轨道 , 将为后续火星环绕探测、火星表面软着陆及巡视探测奠定最关键的一步 。
据了解 , 在完成火星捕获后 , 六院研制的“天问一号”推进分系统还将再接再厉 , 完成多次近火制动及轨道调整 , 最终实现火星表面软着陆 。

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