天问一号此次变轨,有何重大意义?
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点火工作480余秒,顺利完成深空机动。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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对于“天问一号”火星探测任务,此次变轨意义重大。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。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。
航天科技集团八院火星环绕器团队介绍,深空机动是指在地火转移段实施的一次变轨机动。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。
执行深空机动是运载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。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。
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通过使用深空机动进行轨道设计和轨道控制,八院火星环绕器团队不但成功增加了探测器的推进剂携带量,还实现了3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大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。
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。
本次深空机动中,环绕器瞄准的制动捕获时火星的位置距离环绕器约3亿公里远,误差控制约200公里,相当于北京到上海约1200公里距离中瞄准一个直径约0.8米的目标。
在八院火星环绕器团队的不懈努力下,此次深空机动控制的实际精度优于设计指标。
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后续,团队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再进行精确修正,保证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。
2020年10月9日23时,一个非常重要的时间点,那就是天问一号首次顺利完成深空机动,这可谓是一个激动人心的消息,并且“天问一号”火星探测任务的变轨意义重大。为什么这么讲呢?
首先我们要了解深空机动是什么,深空机动,就是说“天问一号”可以通过它可以改变原有的飞行速度和方向,进而顺利的飞到火星去,深空机动可以是“天问一号”提升运载的发射能力,也可以增加“天问一号”的发射质量,更好的完成任务。并且深空机动还有三个好处,一个就是有利于减小探测器的单次工作时间,能够保证探测任务圆满完成。还有实施深空机动,对发动机精确的标定也有好处,能够更好地确保火星捕获的精确度。通过深空机动国研制团队还实现了对“天问一号”到达火星时间的精确和优化。
那么怎么才能实现深空机动呢?
首先要根据“天问一号”到达火星的时间轨道参数来制定这次变轨的策略,完成轨道控制,确保“天问一号”变轨成功。
并且深空机动和轨道修正并不一样,轨道修正是为了减小飞行路线和轨道的偏差,而深空机动指的是变轨,进入一条新的轨道飞行。
这次变轨成功后,“天问一号”将在四个月后和火星交汇,上海航天火星环绕器团队也表示了这次的深空机动,精确度是比计划中要精准许多的,并且在“天问一号”飞行过程中也会修正轨道,持续的精确到达火星的轨道,“天问一号”能够按计划进入火星并和火星交汇。
小编想问问屏幕前的你是否也在关注天文,是否也在关注“天问一号”呢?那么这次变轨的意义你是不是也觉得意义重大呢?
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,意义重大:通过使用深空机动进行轨道设计和轨道控制,成功增加了探测器的推进剂携带量;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大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。据此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和通信盲区时间更短。
2020年10月9日23时,“天问1号”首次顺利完成深空机动。深空机动,就是说“天问1号”通过它可以改变原有的飞行速度和方向,进而顺利的飞到火星去,深空机动。可以使“天问1号”提升运载的发射能力,也可以增加天问1号的发射质量更好的完成任务。
变轨在航天术语中叫深空机动,这次机动意义非常重大,可以直接瞄准火星与探测器的交汇点,减少运行损耗,为近火制动奠定基础。