天問(wèn)一號(hào)這個(gè)“停泊軌道”不簡(jiǎn)單!
2021年2月24日7時(shí)左右,天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器運(yùn)行至近火點(diǎn)時(shí)順利實(shí)施第三次近火制動(dòng),成功進(jìn)入周期為49.2小時(shí)(2個(gè)火星日)的停泊軌道,制動(dòng)采用4臺(tái)120N發(fā)動(dòng)機(jī)。探測(cè)器在該停泊軌道上大約運(yùn)行2.5個(gè)月,期間將對(duì)預(yù)定著陸區(qū)開(kāi)展詳查工作。至此,探測(cè)器已經(jīng)完成了著陸降軌前的所有關(guān)鍵變軌,開(kāi)始正式為“繞、著、巡”中的第二步“著”做準(zhǔn)備。
變到停泊軌道,總共分幾步?
此前,天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器到達(dá)火星后已經(jīng)完成了一系列復(fù)雜的變軌操作。2月10日,探測(cè)器第一次到達(dá)近火點(diǎn)時(shí)進(jìn)行捕獲制動(dòng),成功實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞,進(jìn)入周期為10天的大橢圓軌道;2月15日,探測(cè)器第一次到達(dá)遠(yuǎn)火點(diǎn)時(shí)進(jìn)行變軌,調(diào)整軌道平面與近火點(diǎn)高度,環(huán)火軌道變?yōu)榻?jīng)過(guò)火星南北兩極的極軌;2月20日,探測(cè)器第二次到達(dá)近火點(diǎn)時(shí)進(jìn)行制動(dòng),進(jìn)入周期約為4天的調(diào)相軌道,使其在運(yùn)行一圈再次到達(dá)近火點(diǎn)附近時(shí),能夠正好經(jīng)過(guò)預(yù)定著陸區(qū)上空。
本次2月24日的近火制動(dòng)在探測(cè)器第三次到達(dá)近火點(diǎn)時(shí)進(jìn)行,進(jìn)入對(duì)預(yù)定著陸區(qū)開(kāi)展詳查的停泊軌道。這四次變軌環(huán)環(huán)相扣,前后緊密關(guān)聯(lián),每次都必須精準(zhǔn)控制,才能夠保證探測(cè)器順利進(jìn)入停泊軌道。

停泊軌道的作用是什么?
停泊軌道最主要的作用是為著陸做準(zhǔn)備。在停泊軌道運(yùn)行期間,當(dāng)探測(cè)器經(jīng)過(guò)預(yù)定著陸區(qū)上空時(shí),會(huì)利用中分相機(jī)、高分相機(jī)、光譜儀等載荷設(shè)備對(duì)預(yù)定著陸區(qū)進(jìn)行詳查,主要探測(cè)預(yù)定著陸區(qū)地形、地質(zhì)地貌、是否存在沙塵暴等環(huán)境條件,為著陸巡視器的安全著陸做好準(zhǔn)備工作。
詳查工作需要探測(cè)器盡可能多地飛過(guò)預(yù)定著陸區(qū)。經(jīng)過(guò)前面三次變軌調(diào)整,探測(cè)器在第三次到達(dá)近火點(diǎn)附近時(shí)已經(jīng)位于預(yù)定著陸區(qū)上空,但由于火星自轉(zhuǎn),如果此時(shí)不進(jìn)行軌道調(diào)整,探測(cè)器在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都將難以再次飛過(guò)預(yù)定著陸區(qū)。因此,本次近火制動(dòng)的目標(biāo),就是形成一個(gè)停泊軌道,讓探測(cè)器能夠每次回到近火點(diǎn)附近時(shí),都正好飛過(guò)預(yù)定著陸區(qū)。
綜合考慮其他因素,本次停泊軌道的周期選取為兩個(gè)火星日(49.2小時(shí)),在停泊軌道運(yùn)行期間僅需進(jìn)行少量的軌道維持,即可保證探測(cè)器每?jī)蓚€(gè)火星日就可以對(duì)預(yù)定著陸區(qū)開(kāi)展一次詳查。
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