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“天问一号”探测器顺利完成深空机动:

已有 1168 次阅读 2020-10-10 12:51 |个人分类:物理|系统分类:科研笔记

   哈!

     2020年10月9日23时,在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下,“天问一号”探测器主发动机工作480余秒,顺利完成深空机动。

     至此,探测器的飞行轨道变为能够准确被火星捕获的、与火星精确相交的轨道。

截至深空机动前,“天问一号”已飞行超过78天,距离地球超过2900万公里,目前探测器各系统状态良好。

      对我国首次火星探测任务而言,此次深空机动意义重大。

      此次深空机动中,环绕器距离瞄准的火星位置约3亿公里,误差控制约200公里,这相当于从北京到上海约1200公里的距离中瞄准一个直径约0.8米的目标,难度可想而知。

  在飞行控制团队的不懈努力下,此次深空机动控制的实际精度优于设计指标。后续,工作人员将根据探测器实际飞行状态,迭代优化中途修正策略,利用中途修正持续对到达火星的轨道进行精确修正,确保探测器能够按计划准确进入火星捕获走廊,被火星引力捕获进入环火轨道,开展着陆火星的准备和后续科学探测等工作。

    


天问一号探测器顺利完成深空机动

2020-10-09 23:41:01 来源: 新华网

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  109日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在现场工作。 新华社记者 才扬

  新华社北京109日电(记者胡喆)记者从国家航天局获悉,202010923时,在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下,天问一号探测器主发动机工作480余秒,顺利完成深空机动。


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  109日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在现场工作。 新华社记者 才扬

  就像汽车从一条高速公路转向另一条高速公路时,需要打方向盘变道一样。专家介绍,为了减小飞行偏差,使探测器沿着预定的轨道飞行而进行的轨道控制称作修正。改变探测器当前轨道,使其进入一条新的轨道而进行的轨道控制称作机动。此次轨道机动在距离地球大约2940万千米的深空实施。

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  109日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在现场工作。 新华社记者 才扬

  据悉,天问一号的轨道设计,综合考虑了从发射到火星捕获的各种约束条件并使推进剂消耗尽可能小,采取了转移过程中进行一次深空机动的策略。

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  109日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在现场工作。 新华社记者 才扬

  后续,探测器将在当前轨道飞行约4个月后与火星交会,期间将实施两到三次轨道中途修正。image.png



  109日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在现场工作。 新华社记者 才扬

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  这是109日在北京航天飞行控制中心拍摄的现场画面。 新华社记者 才扬

 

奔向火星关键一步!天问一号顺利完成深空机动四大看点

2020-10-09 23:59:32 来源: 新华网

109日,在我国首次火星探测任务飞行控制团队努力下,天问一号探测器顺利完成深空机动。

至此,探测器的飞行轨道变为能够准确被火星捕获的、与火星精确相交的轨道。

截至深空机动前,天问一号已飞行超过78天,距离地球超过2900万公里,目前探测器各系统状态良好。

对我国首次火星探测任务而言,此次深空机动意义重大。

  什么是深空机动?与轨道修正有何区别?

  深空机动是指在地火转移段实施的一次变轨机动。中国航天科技集团八院火星环绕器团队专家告诉记者,通过深空机动可以改变探测器原有的飞行速度和方向,使其能够沿着变轨后的轨道顺利飞行至火星。

  专家介绍,执行深空机动是运载火箭入轨弹道和地火转移轨道联合优化的结果,能够提升运载的发射能力、增加探测器的发射质量,使探测器可以携带更多的推进剂,更好地完成探测任务。

  此前,天问一号已完成两次轨道中途修正。专家表示,与速度增量较小、发动机工作较短的常规中途修正不同,深空机动过程中,探测器由发射入轨的逃逸转移轨道变轨为精确到达火星的轨道,速度增量大、发动机工作时间长,对探测器控制和推进系统提出了极高要求。

  如何实现深空机动?

  执行深空机动任务需要飞行控制团队根据预定到达火星时间、轨道参数与即时测控定轨参数制定深空机动变轨策略,完成对应的探测器姿态和轨道控制,确保探测器在深空机动后处于与火星精确相交的轨道上。

  “‘天问一号在跑,地球在跑,火星也在跑。目前天问一号已经距离地球超过2900万公里,我们互相之间的时延已经比较大了,所以很多动作都要靠我们事先设计和探测器自己完成,这些都具有难度和挑战。我国首次火星探测任务天问一号探测器副总指挥张玉花说。

  为了完成地面测控的精密定轨和探测器上精确自主的轨道控制,此次深空机动中,地面对探测器的定轨任务由我国深空测控站和天文台共同完成,准确保证了探测器变轨的精密定轨需求。为了能够精确自主控制轨道,火星环绕器装备了具备故障识别与自主处理能力的计算机,充分保证了轨道控制的精度和可靠性。

  深空机动对火星探测好处多

  据悉,通过使用深空机动进行轨道设计和轨道控制,不但成功增加了探测器的推进剂携带量,还实现了三方面目标。

  首先,深空机动将一个大的捕获速度增量分解为两次相对较小的速度增量,有利于减小发动机单次工作时间,保证发动机工作的可靠性。同时,深空机动的实施有利于3000N发动机的标定,过程中可对3000N发动机进行推力和比冲标定,而精确的发动机标定参数可以更好地确保火星捕获的精度。

  此外,通过深空机动,八院火星环绕器研制团队实现了对探测器到达时间的优化,能够得到更加有利的捕获点处的光照条件和通信条件,也使捕获时探测器经历的火影时间(探测器进入太阳光被火星遮挡的阴影区)和通信盲区时间更短。

  3亿公里之遥精确瞄准 精度优于设计指标

  此次深空机动中,环绕器距离瞄准的火星位置约3亿公里,误差控制约200公里,这相当于从北京到上海约1200公里的距离中瞄准一个直径约0.8米的目标,难度可想而知。

  在飞行控制团队的不懈努力下,此次深空机动控制的实际精度优于设计指标。后续,工作人员将根据探测器实际飞行状态,迭代优化中途修正策略,利用中途修正持续对到达火星的轨道进行精确修正,确保探测器能够按计划准确进入火星捕获走廊,被火星引力捕获进入环火轨道,开展着陆火星的准备和后续科学探测等工作。




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