9月20日是我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)第二次中途軌道修正的日子，距離8月2日?#天問一號(hào)#順利完成第一次軌道中途修正?又過去了40多天。在“向火而行”的路上，讓我們?cè)賮砘仡櫼幌履切┝钊思?dòng)的時(shí)刻。

定下一個(gè)小目標(biāo)，先飛它一個(gè)億！

天問一號(hào)飛往火星的時(shí)間漫長(zhǎng)，距離遙遠(yuǎn)，近7個(gè)月的路途被地面照顧它的飛控人劃分成了一個(gè)個(gè)目標(biāo)，逐步實(shí)現(xiàn)。除了以時(shí)間為單位，飛行里程當(dāng)然也是一個(gè)重要的計(jì)量方式，第一個(gè)以“億”為單位的小目標(biāo)就在8月28日10時(shí)08分實(shí)現(xiàn)了。

8月28日是天問一號(hào)探測(cè)器在軌飛行的第36天，距離地球1075萬公里，細(xì)心的讀者不禁要問了，為什么飛行里程突破1個(gè)億，可是距離地球卻才1000多萬呢？

這是因?yàn)樘靻栆惶?hào)在飛向火星的過程中，是沿著一個(gè)機(jī)動(dòng)軌道以弧線的形式飛行的，會(huì)不斷遠(yuǎn)離地球。但與此同時(shí)，地球和火星也都在各自的軌道上繞著太陽公轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)出“你走我也走”的狀態(tài)。所以相對(duì)發(fā)射時(shí)刻的那個(gè)地點(diǎn)，天問一號(hào)的里程數(shù)在高速累加，而相對(duì)地球的距離則并沒有那么快速地拉開，最終呈現(xiàn)出兩個(gè)不同的距離數(shù)。

第二次軌道中途修正要干什么？

在天問一號(hào)飛向火星期間，會(huì)受到太陽和太陽系其他行星的引力作用，一部分行星的引力會(huì)對(duì)探測(cè)器造成干擾，在長(zhǎng)期的積累過程中使其飛行軌跡和速度發(fā)生變化。由于探測(cè)器長(zhǎng)期處于無動(dòng)力飛行，微小的位置速度誤差會(huì)逐漸累積和放大，地面測(cè)控系統(tǒng)需要在飛行過程中根據(jù)測(cè)定軌計(jì)算得到的實(shí)際飛行軌道和理論設(shè)計(jì)軌道之間的偏差，對(duì)探測(cè)器飛行軌道進(jìn)行修正，確保探測(cè)器始終飛行在預(yù)定軌道上。

第二次中途軌道修正，北京中心的工作人員對(duì)天問一號(hào)的4臺(tái)120牛發(fā)動(dòng)機(jī)做了開機(jī)點(diǎn)火的操作，既修正軌道，又測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。采用的是第二次中途修正與深空機(jī)動(dòng)聯(lián)合優(yōu)化控制的軌控策略，北京中心綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)最小開機(jī)時(shí)長(zhǎng)、深空機(jī)動(dòng)控制量和標(biāo)稱近火點(diǎn)參數(shù)，計(jì)算出修正的控制參數(shù)。

2020年9月20日23時(shí)，在器地距離約1900萬公里處，天問一號(hào)火星探測(cè)器按計(jì)劃實(shí)施地火轉(zhuǎn)移軌道第二次中途修正控制，固定開機(jī)時(shí)長(zhǎng)約20秒，經(jīng)過試噴確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)目前狀況良好。

地球天氣轉(zhuǎn)涼，天問一號(hào)也要供暖？

從7月到現(xiàn)在的9月，若是大家身處北方，就可以明顯感受到氣溫的變化了，在我國(guó)東北地區(qū)，再過一個(gè)月甚至就要供暖了，同樣的，天問一號(hào)在飛行的過程中也需要“供暖”。

隨著距離太陽越來越遠(yuǎn)，天問一號(hào)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)姿態(tài)的變化：最初太陽帆板并不是正對(duì)著太陽，而會(huì)增加一個(gè)角度偏置。由于此時(shí)距離太陽較近，若是完正對(duì)太陽則會(huì)吸收過多的太陽能，發(fā)電量會(huì)過高，多余的電量無法消耗就會(huì)損害電池壽命。而帆板稍微保留一個(gè)角度就可以既滿足供電需要，又使探測(cè)器的體溫正常。

但由于火星距離太陽較地球遠(yuǎn)，光照小于地球位置處的平均太陽輻射常數(shù)。在地火轉(zhuǎn)移的過程中太陽能會(huì)越來越弱，達(dá)到一定距離的時(shí)候就要把太陽帆板完全展開，以滿足電力供應(yīng)，這個(gè)帆板的變化將在第二次中途修正后執(zhí)行。在調(diào)整太陽帆板角度的同時(shí)，還要對(duì)探測(cè)器本身的姿態(tài)做出調(diào)整控制，使得天問一號(hào)和地球之間的通信順暢。既要精確控制太陽帆板，還要調(diào)整探測(cè)器姿態(tài)，這對(duì)北京中心的姿態(tài)控制提出了很高的要求。

隨著時(shí)間推移，還會(huì)經(jīng)歷太陽直接照射的熱能不夠的狀況，也就是說天問一號(hào)只能通過太陽帆板接收光能，而沒有足夠的熱能來保持體溫。隨著探測(cè)器的體溫降低，此時(shí)就需要天問一號(hào)給自己加電發(fā)熱，保持器上設(shè)備正常運(yùn)行。就如我們冬季供暖一樣，不同的是天問一號(hào)的加熱更精準(zhǔn)，它可以識(shí)別出身上哪個(gè)部位溫度過低，就會(huì)按區(qū)域精準(zhǔn)“供暖”，在節(jié)省能源的同時(shí)保證設(shè)備安全。

目前，天問一號(hào)仍在北京航天飛行控制中心的嚴(yán)密測(cè)控之下穩(wěn)步飛行，即將突破自己2億公里的里程數(shù)，地面守護(hù)它的飛控人也將始終如一，確保天問一號(hào)平穩(wěn)健康。

作者：李瀟帆? 金文馬? 宋星光