本文转自；年2月10日19时52分，中国航天再次迎来一个历史性时刻。在经过长达七个月，累计天，4.75亿公里的漫长飞行之后，中国首颗火星探测器“天问一号”精准实施近火捕获制动，成功进入近火点高度约千米，周期约10个地球日，倾角约10的大椭圆环火轨道，中国的航天探测器首次到达火星！“天问一号“上的分离测量传感器拍摄的”天问一号“在太空中的美妙身姿。难度极大，一把定输赢火星制动捕获，顾名思义就是高速“行驶”的火星探测器在靠近火星时，通过主发动机长时间点火“踩一脚刹车”，使得探测器以大速度增量减速，从而能够被火星的引力场所捕获，使得探测器能够顺利进入绕火轨道。火星制动捕获堪称是火星探测任务中技术风险最高、技术难度最大的环节之一。因为制动捕获的机会是唯一的，维系着整个探火任务的成败。探测器在捕获过程中，火星环绕器需要精确地进行点火制动，只有点火时机和时长都分秒不差，才能形成理想的目标捕获轨道。如果探测器“刹车”太晚或是“刹车”时长不够，就会飞越火星继续围绕太阳公转，耗费数年时间等待下一个“制动窗口”。而探测器如果“刹车”太早或是“太急”，就有可能直接“撞上”火星。据公开资料显示，此前前苏联、美国、日本的火星探测任务都曾在“火星捕获段”遭遇失败。年，前苏联的火星4号探测器在距离火星表面公里处由于制动发动机失效而没有切入火星轨道，最终飞越火星。年，美国的火星气候轨道器星在实施火星制动捕获时，因轨道高度比设计值偏低，最终导致探测器进入火星大气层而被烧毁。而在0年，日本的“希望号”火星探测器因为探测器上的通信和电子系统损坏，从而无法顺利实施制动捕获未能进入环火轨道。此外，年12月，日本的“拂晓号”金星探测器也是倒在了“制动环节”，“拂晓号”金星探测器的发动机由于故障未能及时完成金星捕获制动，直接飞越金星。直到年12月，它才再次回到金星附近捕获成功，然而此时它已经接近寿命末期。据了解，于今晚成功实施火星制动捕获的中国的“天问一号”探测器，目标轨道距离火星最近处仅km，在实施火星制动捕获的时候稍有不慎就会撞击火星或飞离火星。“天问一号”在靠近火星时的速度已高达28km/s，想要被火星引力场所捕获，就要求探测器配置的1台N的轨道控制发动机，在“捕获窗口”对应的，有限的轨道弧段，在10分钟内将速度降低约1km/s。而与一般环绕地球的卫星由地面实时操控入轨的方式不同的是，“天问一号”在火星制动捕获过程中，探测器距离地球达1.92亿公里，地球与“天问一号”之间数据通信的单向时间延迟超过10.7分钟，因此，在“分秒必争”的制动过程中，“天问一号”必须完全依靠自身完成发动机的点火和关机，克服发动机点火期间的扰动，实现点火方向和点火时长的精确控制。为了确保了“天问一号”能够完美实施火星制动捕获，负责研制“天问一号”的中国航天科技集团科研团队专门为“天问一号”设计了器务自主管理器双大脑、姿轨控计算机三核心、测控通信多通道切换策略、发动机双关机策略以及N和N发动机两重保险等多项技术，极大地提升了系统的可靠性。未来步步惊心，每一步都将创造历史成功实施火星制动捕获，标志着中国首次火星探测任务“绕、落、巡”三大目标中的环绕目标顺利达成，为后续探测器的着和巡视任务的顺利实施奠定了基础。随后，”天问一号“探测器在几个月内还将进行多次轨道调整，进入火星停泊轨道，开展预选着陆区探测，计划于年5月实施火星探测之旅中的另一项关键动作——环绕器和着陆巡视器“两器分离”，最终将实现火星着陆，开展巡视探测。据了解，接下来的“两器分离”环节需要探测器在约3个小时内首先变轨到存在撞击火星风险的轨道上，建立并保持着陆器进入火星大气所需要的姿态，且姿态误差必须小于0.01度。而到了预定分离的时刻，环绕器与着陆器必须迅速完成分离，在经过安全距离飘飞过程后，环绕器需要立马完成推力加速，以回到安全的环绕火星轨道上。这一过程中，无论是“降轨”还是“升轨”都需要对时间有精准的把控，太早难以保证着陆器进入精度，太晚则会造成环绕器撞击火星的风险。整个“器器分离”环节颇具看点，值得期待。“天问一号“上的分离测量传感器拍摄的”天问一号“上的国旗。“天问一号于0年7月23日成功发射升空，是中国行星探测计划中的首个任务，计划通过一次发射完成火星探测”环绕及着陆巡视“的壮举，对火星开展全球性、综合性的环绕探测，在火星表面开展区域巡视探测。“天问一号”火星探测任务是我国“两个一百年”进程中的重大成就和标志，是中国航天迎接建党周年的重要工程之一，也是中国航天走向更远深空的里程碑工程。
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