天問之路(2) | 論自拍,我從來沒輸過(下次場面更震撼?。?/h1>


今年祖國母親生日,天問一號的賀禮想必大家都了解,那就是一張獨一無二的國旗自拍照。#天問一號#火星探測器首次深空“自拍”,是鮮艷的中國紅
自拍可不是現(xiàn)在年輕人的專利,天問一號也自帶了拍照“神器”——分離測量傳感器。它由成像裝置、WIFI通信裝置和分離裝置構(gòu)成,不但能成像而且數(shù)據(jù)可以遠(yuǎn)距離傳輸。拍照時分離測量傳感器從天問一號上被“扔出去”,在對探測器拍照后把結(jié)果通過WIFI發(fā)送給天問一號本體,要比自拍桿厲害多了。

自拍是個技術(shù)活,有的人會直接選擇相機的自動模式,只管按快門即可,還有的“發(fā)燒友”,不僅自己設(shè)計拍照角度,還會結(jié)合光線選擇功能參數(shù)等。
想要讓2000多萬公里外的天問一號完成自拍,“飛控攝影師”同樣也面臨著兩難抉擇——是選擇自動曝光,一切交給分離傳感器自動拍照,還是根據(jù)分離姿態(tài)、速度、太陽光照強度、光入射角度,由地面設(shè)計出一套完整的手動拍照流程來實現(xiàn)呢?
猶豫不決并不是飛控人的辦事風(fēng)格,但做決定也不是拍腦門,理工科的思維就是要用試驗數(shù)據(jù)來說話。為了追求最優(yōu)效果,在正式分離拍照前,北京中心和探測器系統(tǒng)相機研制專家預(yù)先做了一次手動拍照試驗。計算太陽入射角度、光照強度,考慮分離姿態(tài)偏差、分離速度、分離時長等因素都被考慮在內(nèi),再經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)計算和星上試驗后,定下來了,就采用“手動拍照”!

晚上10點,“自拍”開始,“相機”被天問一號扔了出來。一旦出手,相機也許會翻轉(zhuǎn),萬一拍不到探測器怎么辦?這些也都提前被考慮在內(nèi),“相機”采用正反雙攝像頭的設(shè)計,確保相機在翻轉(zhuǎn)過程中也能盡可能多地拍攝。
2個小時后,拍照數(shù)據(jù)回傳到北京中心。面對這一串串的二進(jìn)制數(shù)據(jù),還需要圖像數(shù)據(jù)處理工程師“翻譯”成我們所見的照片。此時大家如同拍照后沖洗照片的攝影師,在暗房里滿心期待著自己的作品??善藭r圖像處理軟件出了小問題,遲遲解析不出圖像,大家焦急等待之余又多了一些擔(dān)心——難道數(shù)據(jù)有問題?那樣的話可就功虧一簣,什么照片都得不到了!
時間一分一秒過去,轉(zhuǎn)眼已是凌晨2點,大家毫無困意,依然圍繞在圖像處理電腦周圍不愿離開。突然,圖像工程師大叫一聲“有了!”一張、兩張、三張……可是出現(xiàn)的畫面都不理想,大家點燃的熱情又冷卻了下來。繼續(xù)解碼篩選,終于,逐漸出現(xiàn)了更加清晰的畫面,那個大家熟悉又遙遠(yuǎn)的天問一號探測器呈現(xiàn)在屏幕上,國旗紅尤為耀眼!現(xiàn)場的每個人都如釋重負(fù),激動雀躍、難以平靜。

這次拍攝出片率很高,取得了上百張的成果。“飛控攝影師”精心挑選了一張五星紅旗最鮮艷的為禮物,代表來自深空的問候,在偉大祖國生日之時送給全國人民最“高深”的祝福。?
決定成敗的0.26度
國慶假期剛結(jié)束,天問一號又有大動作——深空機動,到底什么是深空機動呢?
深空機動是深空探測軌道設(shè)計優(yōu)化中一種常用的方法,但其實在火星任務(wù)中它并不常見。在我國首次火星探測任務(wù)中使用深空機動,在世界上也是創(chuàng)新之舉。通過深空機動的方法,可以有效解決我國發(fā)射場地理位置因素和發(fā)射方位角等約束,成功克服運載力不足的難題。
深空機動的控制調(diào)整的幅度不大,但精度非常高,它僅僅是讓天問一號的軌道傾角相對黃道面抬高了0.26度,可就是這微小的0.26度,卻可以說決定了天問一號的命運。如果沒有做出此次調(diào)整,天問一號將無法在預(yù)定近火點被火星捕獲,甚至?xí)嚯x火星超過300萬公里的距離。在這個距離之下,意味著天問一號就脫離了火星引力范圍,更沒有火星捕獲一說了。?

因此,無論是第一次還是第二次軌道修正,軌道團(tuán)隊都采用了與深空機動聯(lián)合控制的優(yōu)化策略,在這個策略之下,我們的3000N發(fā)動機得以在8月2日第一次軌道修正中大展身手,借此機會對主發(fā)動機做了精確標(biāo)定,也讓大家在這次深空機動和以后的近火捕獲都更有信心了。?
10月9日晚上23時許,飛控大廳的話筒里終于傳來北京總調(diào)度鮑碩的聲音,“根據(jù)北京遙測數(shù)據(jù)判斷,天問一號火星探測器深空機動控制正常結(jié)束”,現(xiàn)場爆發(fā)的熱烈掌聲通過話筒傳到了軌道機房。也就是在這里,軌道團(tuán)隊的工程師們夜以繼日,根據(jù)天問一號的定軌數(shù)據(jù)復(fù)核計算,瞄準(zhǔn)近火點這個目標(biāo)做著規(guī)劃設(shè)計,來決定它以什么樣的姿態(tài)、沿著什么樣的道路前進(jìn)。
盡管深空機動已經(jīng)宣布結(jié)束,但他們?nèi)栽诿芮斜O(jiān)視評估軌控執(zhí)行效果,而這也會一直是軌道團(tuán)隊的常態(tài),只要天問一號一天沒有抵達(dá)火星,他們一刻也無法松懈。

未來幾個月,這些奔火路上的“神算子”還要繼續(xù)“精打細(xì)算”,護(hù)送天問的長途旅行,至于旅途中還會有哪些故事,我們先劇透一波:這次拍照神器叫做分離傳感器A,那么分離傳感器B要拍些什么呢?
悄悄告訴你,下次拍照的場面更加震撼,還不快搓搓小手當(dāng)好吃瓜群眾,一起期待“飛控攝影師”們的后續(xù)作品。
作者 |?支全全、陳莉丹、宋星光