2021年2月10日19时52分 ， 我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施火星捕获制动 ， 发动机工作约15分钟后 ， 探测器顺利进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日、倾角约10o的大椭圆环火轨道 ， 成为我国第一颗人造火星卫星 ， 实现此次任务“绕、着、巡”目标的第一步 ， 成功开启环绕火星模式 。
【轨道|天问一号探测器进入火星轨道 这脚“刹车”很重要】
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▲“天问一号”探测器成功实施火星捕获
红星新闻从中国航天科技集团六院获悉 ， 由该院研制的“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 。
自2020年7月23日成功发射以来 ， “天问一号”探测器已累计飞行202天 ， 抵达火星时飞行里程约4.75亿千米 ， 距离地球约1.92亿千米 ， 器地通信单向时延约10.7分钟 ， 各系统状态良好 。
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▲2020年7月23日 ， 长五遥四火箭成功发射“天问一号”探测器
红星新闻从中国航天科技集团六院了解到 ， 在“天问一号”火星探测器上 ， 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 。
据了解 ， 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 ， 那么“天问一号”火星探测之旅 ， 就极有可能面临中途夭折的危险 。
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▲轨道示意图
为了避免这一现象发生 ， 在这一极为关键的刹车阶段 ， 航天六院探火推进系统研制团队设计了精准的刹车方案 。
“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介绍 ， 此次“天问一号”环绕器推进系统发动机实施点火制动 ， 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” 。
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 。
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▲“天问一号”探测器
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” 。 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 。
后续“天问一号”还将经过多次轨道调整 ， 进入火星停泊轨道 ， 开展预选着陆区探测 ， 计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆 ， 开展巡视探测 。
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▲据了解 ， 在完成火星捕获后 ， “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
红星新闻采访人员 任江波 图据中国航天科技集团
编辑 李彬彬
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