制动|“天问一号”探测器完成远火点平面轨道调整

2月10日 , 我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施近火制动 , 被火星引力捕获 , 探测器顺利进入环绕火星的大椭圆轨道 , 开启环绕火星之旅 。

制动|“天问一号”探测器完成远火点平面轨道调整
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总台央视采访人员从国家航天局获悉 , 今天(15日)17时 , “天问一号”探测器成功实施捕获轨道“远火点平面机动” , 也就是来了一个“侧手翻” , 由横着绕火星转改成竖着绕火星转 。 通过这次“远火点平面机动” , “天问一号”探测器将轨道调整为经过火星两极的环火轨道 , 并将近火点高度调整至约265公里 。 后续 , 探测器还将通过数次轨道调整 , 进入火星停泊轨道 。
复杂轨道设计:五次近火制动
今天17时 , “天问一号”探测器成功实施捕获轨道“远火点平面机动” , 但是距离着陆火星还有很长的一段路要走 。 事实上 , 它现在甚至还没有正式进入环绕探测的阶段 。 而要想真正开展环绕探测 , 还要经过非常复杂的轨道控制 。
这是“天问一号”在抵达火星后轨道设计的动画演示 。 从动画中能够看出 , “天问一号”的行驶轨迹始终是椭圆 , 但是椭圆的大小会越来越小 , 也就是说探测器会离火星越来越近 。 而每一次将“椭圆缩小”的过程都叫作“近火制动” 。

制动|“天问一号”探测器完成远火点平面轨道调整
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【制动|“天问一号”探测器完成远火点平面轨道调整】航天科技集团五院 火星探测器总体副主任设计师 缪远明:为什么叫近火制动 , 是因为它制动点在近火点 。 我们近火点是一个设计好的高度 。 为了不同的轨道上它需要有不同的运行周期 , 同时又不想影响近火点的高度 , 我就只能在近火点制动 , 来调节轨道的远火点 , 来实现不同轨道的机动(变化) 。

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因此 , 我们从动画中看到的五个椭圆 , 就意味着“天问一号”一共将进行五次近火制动 。 专家介绍 , 只有成功完成第三次近火制动后 , 探测器才会抵达合适的高度 , 正式开展环绕探测工作 。

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航天科技集团五院 火星探测器总体副主任设计师 谭志云:实施第三次近火制动之后 , 我们会进入到停泊轨道 , 在停泊轨道会进行对着陆区的成像 , 为后续着陆过程做一些准备工作 。 然后对后续着陆过程的一些敏感器 , 我们会做一些标定 , 以确保后续的着陆过程能比较顺利地完成 。
环绕器使命:中继通信+环绕探测
“天问一号”先后会经历五次的近火制动 , 其中前三次都会在着陆前完成 。 那么 , 后两次的近火制动又会在何时进行 , 有什么目的呢?
“天问一号”是由环绕器和着陆巡视器两部分组成的 , 两者一同抵达火星 , 共同经历近三个月的环绕探测后择机分离 。 分离后的环绕器将继续环绕火星飞行 , 着陆巡视器则将着陆火星 。 因此 , 最后两次的近火制动都是针对环绕器的 , 将在着陆巡视器抵达火星后进行 。
航天科技集团五院 火星探测器总体副主任设计师 缪远明:着陆巡视器着陆到着陆点 , 环绕器这个时候就会实施第四次近火制动 , 它会进入一个中继轨道 , 这个轨道专门就是为了中继地球和着陆巡视器之间的通信用的 。

制动|“天问一号”探测器完成远火点平面轨道调整
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原来 , 由于距离太远 , 加上火星车上的天线能力也有限 , 因此“天问一号”环绕器不仅要承担环绕探测任务 , 还要承担火星车和地球之间通信中转站的职责 。

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直到火星车达到设计寿命 , 环绕器就要进行最后一次近火制动 , 进入到遥感使命轨道 。 完成一整个火星年 , 也就是地球上约687天的遥感探测 。
航天科技集团五院 火星探测器总体副主任设计师 谭志云:到遥感使命轨道之后 , 环绕器就做它的科学探测 , 包括高分、中分 , 还有次表层雷达这些相机相继开机工作 , 对火星表面进行一些探测 。

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