天问一号探测器“奔火”为何需要中途修正?专家解读来了

8月2日,北京(郭超凯)8月2日,北京天飞1号火星探测器在北京航天飞行控制中心和中国航天科技集团公司科研人员的控制下,于7点零时成功实施了地面火力转移轨道第一次中途更正 。

自第一次轨道校正起,天文一号探测器已在太空中飞行了约230小时 ,距离地球约300万公里 ,所有系统都处于良好状态 。

为什么我们需要进行中途更正?第一次火星探测任务探测系统技术副总朱庆华说:“现在许多汽车具有车道保持功能。如果汽车偏离车道 ,它将自动纠正方向并让汽车返回火星探测器的轨道校正类似,但不同之处在于 ,火星探测器不仅需要校正飞行方向,还需要校正飞行速度和其他变量。在广阔的空间中,探测器没有道路标记 。参考对象 ,非常困难。”

在地面火力转移轨道飞行过程中,探测器将受到诸如轨道偏离和控制精度偏离等因素的影响。由于探头长时间处于无动力飞行状态,因此微小的位置和速度误差将逐渐累积并放大。如果不进行更正 ,探测器将错过火星,从而导致严重的后果,即“最小的差异在千里之外”。因此,在执行飞行任务时,有必要针对地面火力转移轨迹制定中途修正控制策略 ,包括每次修正的时机  ,每次修正的速度增量的大小以及速度增量的方向。在实际任务中 ,研究人员需要根据中途校正策略完成相应的探测器姿态和轨道控制,以确保探测器始终在预定的轨道上飞行。

中途轨迹校正的关键在于校正定时的选择和每次校正的准确性。研究人员综合考虑当前的实际轨迹偏差,导航偏差和推力偏差来确定校正时间,同时使用在轨校正技术来确保每次中途校正的控制精度。

在火星探测任务中,近火制动非常重要,这与火星能否成功捕获到探测器有关 。因此,在为期6个月的地面火源转移阶段 ,有必要及时对天文一号进行中途改正和中途改正。深空机动控制 。因此 ,北京航天飞行控制中心结合了多项中途修正和深空机动控制 ,进行了计划和设计 ,以确保探头准确到达制动点。北京航天飞行控制中心首个火星探测任务模型团队的首席设计师金文马说,为了确保“天文一号”能够完成第一个中途校正轨道控制,该中心已经编制了200多条正常飞行控制指挥计划和制定20剩余的失败计划包括紧急和重大失败计划 ,需要现场决策和处置 ,并努力做好准备。

此前 ,长征5月5日号运载火箭将火星探测器精确地送入了预定的轨道,使得轨道控制的主要目标不再是纠正轨道精度,而是完成了轨道控制3000N主机的首次工作 。在轨道校准中  ,此后,根据探测器的实际飞行状态,通过中途校正对发动机的推力和方向进行连续校正,并对中途校正策略进行迭代优化,以最终确保探测器能够准确进入火星捕获通道。(完)

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