彭洋简介 http://baijiahao.baidu.com/s?id=1706067766689650938&wfr=spider&for=pc央广网北京9月21日消息（记者张棉棉）据中央广播电视总台中国之声《新闻晚高峰》报道，20日23时，在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，“天问一号”探测器4台推力均为N发动机同时点火工作20秒，顺利完成第二次轨道中途修正，并在轨验证了N发动机的实际性能。在这么长的时间里，探测器大部分时间是在孤独地飞行中。但期间要面临几次“小考”，包括3到4次中途的轨道修正和1次深空机动修正。那么，在第二次“小考”中，“天问一号”的表现能打几分？修正过程中有哪些难点？截至目前，“天问一号”已在轨飞行60天，距离地球约万千米，飞行路程约1.6亿公里，探测器各系统状态良好，地面测控通信各中心和台站跟踪正常。由于“天问一号”发射入轨和第一次中途修正的精度很高，因此，本次修正量很小。也就是说，我们的长征五号B运载火箭送“天问一号”上天的时候，打得很准，火箭达到指定位置的偏差非常小，再加上上一次中途修正表现也特别好，因此，本次修正动作不大。同时，这次修正不仅是修正轨道，也是要试验一下我们的轨控发动机——N发动机的性能。中国航天科技集团五院火星探测器系统产品保证经理饶炜说：“到达火星和着陆火星的一个很重要的前提就是要通过轨道控制逐渐去修正各种误差，然后能够被火星捕获，以及通过轨控去找到或者说去实现我们预期的一个火星着陆的入口精度。”中途修正的难度有多高？由于火星距离地球最远能达到4亿公里的距离，最近距离也得有万公里，天地时延最大能够达到将近22分钟，“天问一号”探测器需要长时间处于无动力飞行，微小的位置速度误差会逐渐累积和放大。同时，在“天问一号”飞向火星期间，会受到太阳和太阳系其他行星的引力作用，一部分行星的引力会对探测器造成干扰，在长期的积累过程中使其飞行轨迹和速度发生变化。也正因此，有航天工程师以“跨越太平洋的高尔夫”来形容任务的难度，因为如果在地火转移轨道的近地点有1m/s的速度误差，到火星附近时距离误差将是10万公里。特别是，“天问一号”要在5个多月之后才能抵达火星附近，但是现在就需要做预报来修正角度，难度可想而知。“我们的目标点就是要准确到达离火星上空公里，我们允许的误差不会超过公里量级，从这个角度来说，难度非常高。”饶炜说。在8月2日，“天问一号”已经完成了首次轨道修正，这次是二次轨道中途修正。到底是什么原因，火星探测器需要不断地轨道修正？其实，“天问一号”在飞向火星期间，由于探测器长期处于无动力飞行，微小的位置速度误差会逐渐累积和放大，所以需要在飞行过程中对探测器飞行轨道进行修正，确保探测器始终飞行在预定轨道上。如果把“天问一号”飞往火星比为驾车行驶，或许更容易理解：它有一条规划好的线路，这叫预定轨道。但实际中，它会跑偏一些，所以需要偶尔微调方向盘，让它保持在车道中间——这是轨道修正，是小修。而车道也不是完美的直线，当需要拐弯时，你需要更大程度打方向盘——这是深空机动，是大机动。打方向的过程中，也是你不断了解方向盘性能的过程，对于深空探测器更是如此。执行飞行任务时，科研人员需要根据测控系统测定的探测器实际飞行轨道与设计轨道之间的偏差，完成对应的探测器姿态和轨道控制，确保探测器始终飞行在预定的轨道上。但是由于去火星本身是一个动态过程，像地球一样，火星不仅在环绕太阳进行公转，还在自转中。所以，中途轨道修正难度又上了新台阶。作为N发动机的研制者之一，中国航天科技集团六院所副总师刘锋说，中途轨道修正的关键在于修正时机的选择以及每次修正的实施精度，而这次修正中发动机的表现可以打满分。“这次设计的是N发动机，工作20秒，我们这次需要用速度增量进行关机，这次工作20.4秒，正好达到了速度增量进行关机。在这次中途修正过程中，N发动机的工作表现完美，可以打满分，整个系统工作参数正常。”刘锋介绍。虽然难度不小，但我们有对策。飞行5个多月后，在火星附近，“天问一号”探测器将通过制动被火星引力捕获进入环火轨道，开展着陆火星的科学探测工作。北京航天飞行控制中心总体室深空探测组组长金文马介绍，已经通过对测控系统的各种改进来实现较为精准的测控，为“天问一号”的奔火之旅保驾护航。“针对火星探测的大时延，我们中心创新地提出了一个大时延开环控制模式的设计，对整个飞控任务系统进行了适应性改进，按照实际的单向传输时延进行修正。另外，面向火星探测，我们的整个测控系统也进行了一个大规模的改造，新增了一些以往月球探测任务没有使用的深空测控模式。通过上述这些措施来应对火星探测大时延飞控的难点。”在中国航天人的努力下，“天问一号”发射入轨和第一次中途修正的精度很高，因此本次修正量很小。不过，在到达火星之前，“天问一号”还要面临许多考验，除了若干轨道修正和深空修正，还有最后大考验“火星捕获”。“天问一号”要飞行约7个月才能到火星，前途漫漫，充满挑战，背后支持它的是中国航天人的“最强大脑”。
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