捕获段是火星探测器进入火星的引力范围到最终被火星捕获的阶段,是火星探测任务中技术风险最高、最为重要的环节之一,关系任务的成败。
此次火星探测任务捕获期间,探测器距离火星仅400千米,相对火星的速度却高达4至5千米每秒。捕获过程中,火星环绕器需准确进行点火制动,如果制动点火时间过长,探测器速度下降过多,探测器就会一头撞上火星;如果制动点火时间过短,探测器速度过快,就会沿抛物线轨迹飞离火星。
“打个比方,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,一旦探测器不能及时刹车从火星出口下高速,那就只能多绕一圈、花费数年到下次路过该出口了。”中国航天科技集团八院“天问一号”探测器副总指挥张玉花说。
由于火星探测器从地球飞向火星的过程中能够被火星引力所捕获的机会只有一次,且时间仅30分钟左右,不能中断。
近似于真空的太空环境暗流涌动,隐藏着多种看不见的干扰因素,如星球引力摄动、太阳风、空间辐射等。为了防止“天问一号”不打招呼地“跑偏”,设计人员综合考虑了各种因素,进行了大量计算,设计出了一条精密的轨道,在发射前上传至发动机,给它了一份“离线地图”。
火星的质量只有地球的十分之一,引力远小于地球,探测器在近火轨道必须及时“刹车”,否则会掠过火星,这就要考验“快递小哥”刹车是否踩得稳、准、狠。在此次近火制动任务中,3000牛轨控发动机快速点火启动,并在额定点长时间连续稳定工作。(新华社北京2月10日电)
下图 在北京航天飞行控制中心指挥大厅,科研人员庆祝我国首次火星探测任务“天问一号”环绕火星成功。
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