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真钱21点:只为浩瀚星空那一抹中国红——记“天问一号”火星环绕器研制团队

时间:2021/2/11 12:32:27  作者:  来源:  查看:3  评论:0
内容摘要:  中国传统“牛”年新春到来之际,中国首次自主火星探测器天问一号于北京时间2月10日19时52分成功实施制动捕获,随后进入环绕火星轨道,成为中国第一颗人造火星卫星。  制动捕获是中国此次火星探测任务中技术风险最高、技术难度最大的环节之一,这一动作被形象称为“踩刹车”,其成功实施不...
  中国传统“牛”年新春到来之际,中国首次自主火星探测器天问一号于北京时间2月10日19时52分成功实施制动捕获,随后进入环绕火星轨道,成为中国第一颗人造火星卫星。

  制动捕获是中国此次火星探测任务中技术风险最高、技术难度最大的环节之一,这一动作被形象称为“踩刹车”,其成功实施不仅是“天问一号”从火星传来的最佳牛年新春祝福,更让研制团队一直悬着的心放了下来。

  为了这一瞬间的喜悦,中国航天科技集团第八研究院(以下简称:八院)的火星环绕器团队,整整等了10年。

  深空探测 “后来者”攻克关键难题

  2010年,中国深空探测重大专项论证在8名院士联名向国家建议的推动下拉开帷幕。自那时起,八院火星团队就开始全程参与中国深空探测的重大专项论证。“天问一号”探测器由环绕器和着陆巡视器组成。2013年,根据中国航天科技集团有限公司对火星探测任务的分工,八院火星团队转入火星环绕器的总体论证工作。

  中国是深空探测领域的后来者,对深空探测所需的技术积累有限,为实现深空探测工程的目标,需要攻克一系列关键技术:机会唯一的制动捕获如何“踩刹车”?过程复杂的两器分离如何设计?遥测遥控中断30天的“日凌期”如何度过?距离地球如此遥远的火星探测器如何开展自主管理?

  为了攻克这些难题,研制团队边论证边调研。在2016年中国首次自主火星探测任务正式启动立项后的几年里,团队接连攻克了火星制动捕获、超远距离通信、长时间在轨自主管理、深空光学自主导航等多项关键技术。

  比如这次的制动捕获,环绕器在抵达火星后,需要把握住唯一的机会对火星进行制动捕获,如果点火时间过长,探测器就会一头撞上火星,如果点火时间过短,探测器就会飞离火星,因此对环绕器姿态轨道控制分系统提出了极高要求。为了解决相关难题,环绕器团队提出了许多方案,又推翻了许多方案,最终采用了捕获时以开机时长和速度增量两个指标来控制发动机的“双关机策略”。

  寒冬酷暑 奔波数万公里

  2月10日晚抵达火星时,奔波了近7个月的中国天问一号火星探测器飞行里程约4.75亿千米,距离地球约1.92亿千米。而这一路以来,研制人员也在“奔”,他们冒着寒冬酷暑,辗转各地,推进研制任务。

  测控数据传输分系统作为火星探测器极为重要的分系统之一,不仅要完成整器的各项试验,同时还要进行各测控站、应用站的对接。对接工作时间跨度大、协同距离远,需要长期保持多地同时工作。北到佳木斯的深山老林,西到喀什的茫茫戈壁,南到文昌的湿热海岛,东到上海的佘山脚下……在进行中国首台高灵敏度数字化深空应答机的测控应用对接任务时,研制团队的设计师们在几个月时间里辗转数地,奔波数万公里。

  2020年,突如其来的新冠肺炎疫情,更是打乱了火星环绕器正样产品的出厂步伐。由于交通管制,人员往返北京参加两器联试的安排严重受限。为了降低人员流动风险,研制团队分成双线,并行推进工作:一支队伍在北京完成与北京飞行控制中心的无线1:1联试,另一支队伍在上海完成整器出厂评审准备工作。

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