新華社北京10月9日電 10月9日，在我國首次火星探測任務(wù)飛行控制團隊努力下，“天問(wèn)一號”探測器順利完成深空機動(dòng)。至此，探測器的飛行軌道變?yōu)槟軌驕蚀_被火星捕獲的、與火星精確相交的軌道。截至深空機動(dòng)前，“天問(wèn)一號”已飛行超過(guò)78天，距離地球超過(guò)2900萬(wàn)公里，目前探測器各系統狀態(tài)良好。對我國首次火星探測任務(wù)而言，此次深空機動(dòng)意義重大。
什么是深空機動(dòng)？與軌道修正有何區別？
深空機動(dòng)是指在地火轉移段實(shí)施的一次變軌機動(dòng)。中國航天科技集團八院火星環(huán)繞器團隊專(zhuān)家表示，通過(guò)深空機動(dòng)可以改變探測器原有的飛行速度和方向，使其能夠沿著(zhù)變軌后的軌道順利飛行至火星。
專(zhuān)家介紹，執行深空機動(dòng)是運載火箭入軌彈道和地火轉移軌道聯(lián)合優(yōu)化的結果，能夠提升運載的發(fā)射能力、增加探測器的發(fā)射質(zhì)量，使探測器可以攜帶更多的推進(jìn)劑，更好地完成探測任務(wù)。
此前，“天問(wèn)一號”已完成兩次軌道中途修正。專(zhuān)家表示，與速度增量較小、發(fā)動(dòng)機工作較短的常規中途修正不同，深空機動(dòng)過(guò)程中，探測器由發(fā)射入軌的逃逸轉移軌道變軌為精確到達火星的軌道，速度增量大、發(fā)動(dòng)機工作時(shí)間長(cháng)，對探測器控制和推進(jìn)系統提出了極高要求。
如何實(shí)現深空機動(dòng)？
執行深空機動(dòng)任務(wù)需要飛行控制團隊根據預定到達火星時(shí)間、軌道參數與即時(shí)測控定軌參數制定深空機動(dòng)變軌策略，完成對應的探測器姿態(tài)和軌道控制，確保探測器在深空機動(dòng)后處于與火星精確相交的軌道上。
“‘天問(wèn)一號’在跑，地球在跑，火星也在跑。目前‘天問(wèn)一號’已經(jīng)距離地球超過(guò)2900萬(wàn)公里，我們互相之間的時(shí)延已經(jīng)比較大了，所以很多動(dòng)作都要靠我們事先設計和探測器自己完成，這些都具有難度和挑戰?！蔽覈状位鹦翘綔y任務(wù)“天問(wèn)一號”探測器副總指揮張玉花說(shuō)。
為了完成地面測控的精密定軌和探測器上精確自主的軌道控制，此次深空機動(dòng)中，地面對探測器的定軌任務(wù)由我國深空測控站和天文臺共同完成，準確保證了探測器變軌的精密定軌需求。為了能夠精確自主控制軌道，火星環(huán)繞器裝備了具備故障識別與自主處理能力的計算機，充分保證了軌道控制的精度和可靠性。
深空機動(dòng)對火星探測好處多
據悉，通過(guò)使用深空機動(dòng)進(jìn)行軌道設計和軌道控制，不但成功增加了探測器的推進(jìn)劑攜帶量，還實(shí)現了三方面目標。
首先，深空機動(dòng)將一個(gè)大的捕獲速度增量分解為兩次相對較小的速度增量，有利于減小發(fā)動(dòng)機單次工作時(shí)間，保證發(fā)動(dòng)機工作的可靠性。同時(shí)，深空機動(dòng)的實(shí)施有利于3000N發(fā)動(dòng)機的標定，過(guò)程中可對3000N發(fā)動(dòng)機進(jìn)行推力和比沖標定，而精確的發(fā)動(dòng)機標定參數可以更好地確?；鹦遣东@的精度。
此外，通過(guò)深空機動(dòng)，八院火星環(huán)繞器研制團隊實(shí)現了對探測器到達時(shí)間的優(yōu)化，能夠得到更加有利的捕獲點(diǎn)處的光照條件和通信條件，也使捕獲時(shí)探測器經(jīng)歷的火影時(shí)間（探測器進(jìn)入太陽(yáng)光被火星遮擋的陰影區）和通信盲區時(shí)間更短。
3億公里之遙精確瞄準 精度優(yōu)于設計指標
此次深空機動(dòng)中，環(huán)繞器距離瞄準的火星位置約3億公里，誤差控制約200公里，這相當于從北京到上海約1200公里的距離中瞄準一個(gè)直徑約0.8米的目標，難度可想而知。
在飛行控制團隊的不懈努力下，此次深空機動(dòng)控制的實(shí)際精度優(yōu)于設計指標。后續，工作人員將根據探測器實(shí)際飛行狀態(tài)，迭代優(yōu)化中途修正策略，利用中途修正持續對到達火星的軌道進(jìn)行精確修正，確保探測器能夠按計劃準確進(jìn)入火星捕獲走廊，被火星引力捕獲進(jìn)入環(huán)火軌道，開(kāi)展著(zhù)陸火星的準備和后續科學(xué)探測等工作。