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天问一号已飞行1.6亿公里,“向火而行”路上他们做了什么
崔霞、陶嘉树/央视新闻、宋星光/北京航天飞行控制中心
www.zgxzw.com  2020/9/21 9:06:42
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2020年9月20日23时许,在北京航天飞行控制中心,我国首次火星探测任务飞行控制团队,顺利完成对天问一号的第二次轨道中途修正。

从7月23日发射至今,天问一号已在轨飞行60天,距离地球约1900万千米,飞行路程约1.6亿公里,在这期间,天问一号与它的飞行控制团队之间都发生过什么故事呢?


定下一个小目标,先飞它一个亿!

天问一号飞往火星的时间漫长,距离遥远,近7个月的路途被地面照顾它的飞控人划分成了一个个目标,逐步实现。除了以时间为单位,飞行里程当然也是一个重要的计量方式,第一个以“亿”为单位的小目标就在8月28日10时08分实现了。8月28日是天问一号探测器在轨飞行的第36天,距离地球1075万公里,细心的读者不禁要问了,为什么飞行里程突破1个亿,可是距离地球却才1000多万呢?

这是因为天问一号在飞向火星的过程中,是沿着一个机动轨道以弧线的形式飞行的,会不断远离地球。但与此同时,地球和火星也都在各自的轨道上绕着太阳公转,呈现出“你走我也走”的状态。所以相对发射时刻的那个地点,天问一号的里程数在高速累加,而相对地球的距离则并没有那么快速地拉开,最终呈现出两个不同的距离数。第二次轨道中途修正要干什么?


在天问一号飞向火星期间,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,所以地面测控系统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。

第二次中途轨道修正,北京航天飞行控制中心的工作人员对天问一号的4台120牛发动机做了开机点火的操作,既修正轨道,又测试了发动机的状态。2020年9月20日23时,在器地距离约1900万公里处,天问一号火星探测器按计划实施地火转移轨道第二次中途修正控制,固定开机时长约20秒,经过试喷确认发动机目前状况良好。

你知道吗?地球天气转凉,天问一号也要供暖?

从7月到现在的9月,若是大家身处北方,就可以明显感受到气温的变化了,在我国东北地区,再过一个月甚至就要供暖了,同样的,天问一号在飞行的过程中也需要“供暖”。随着距离太阳越来越远,天问一号对太阳能的需求会逐渐变化,所以探测器会对太阳帆板进行一定的调整,以满足电力供应,这个变化将在第二次中途修正后执行。


在调整太阳帆板角度的同时,还要对探测器本身的姿态做出调整控制,使得天问一号和地球之间的通信顺畅。既要精确控制太阳帆板,还要调整探测器姿态,这对北京航天飞行控制中心的姿态控制提出了很高的要求。随着时间推移,还会经历太阳直接照射的热能不够的状况,也就是说天问一号只能通过太阳帆板接收光能,而没有足够的热能来保持体温。随着探测器的体温降低,此时就需要天问一号给自己加电发热,保持器上设备正常运行。就如我们冬季供暖一样,不同的是天问一号的加热更精准,它可以识别出身上哪个部位温度过低,就会按区域精准“供暖”,在节省能源的同时保证设备安全。目前,天问一号仍在北京航天飞行控制中心的严密测控之下稳步飞行,即将突破自己2亿公里的里程数,地面守护它的飞控人也将始终如一,确保天问一号平稳健康。这个过程漫长且不易,他们将心声寄托在歌声里,演绎出航天人独特的风采。(原题为《天问一号飞行路程1.6亿公里 “向火而行”的路上他们做了什么?》)

 
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