深空机动“四大看点”

2021-01-10 00:29:07
科教导刊 2021年15期
关键词:变轨机动增量

看點一:深空机动与轨道中途修正区别在哪?

中国航天科技集团八院火星环绕器团队介绍,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,因而对探测器控制和推进系统提出了极高的要求。

看点二:为什么要进行深空机动?

专家介绍,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,还能够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,有利于减少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。

此外,通过深空机动,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。

看点三:深空机动如何实现?

国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言介绍,此次深空机动需要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。

本次深空机动中,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,火星环绕器装备了高精度陀螺、加速度计以及具备故障识别与自主处理能力的器上计算机,充分保证了轨控的精度和可靠性。

看点四:3亿千米外的精确“瞄准”

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3亿千米远,误差控制约200千米,相当于北京到上海约1200千米距离中瞄准一个直径约0.8米的目标,其难度可想而知。

(来源:人民网制图:李贵良)

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