在舉國歡度國慶、中秋雙節之際,中國國家航天局發布我國首次火星探測任務“天問一號”探測器的飛行圖像,圖上在茫茫宇宙中飛行的銀色著陸巡視器和金色環繞器熠熠生輝,上面的五星紅旗更是光彩奪目.并在之后的10月9日,由中國首次火星探測任務飛行控制團隊控制,“天問一號”探測器主發動機工作480余秒,順利完成深空機動.
一時間關于“天問一號”的搜索點擊量在網絡上暴增,廣大網友紛紛對中國航天人點贊,為中國的航天事業感到自豪.筆者在這里簡單的介紹一下“天問一號”.“天問一號”是中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院研制的中國第一個火星探測器.2020年7月23日,長征五號遙四運載火箭將“天問一號”探測器發射升空,飛行2000多秒后,成功將探測器送入預定軌道,開啟火星探測之旅,邁出了中國自主開展行星探測的第一步.天問一號成功升空,計劃飛行約7個月抵達火星,并通過2至3個月的環繞飛行后著陸火星表面,開展探測任務.任務將開展對火星的表面形貌、土壤特性、物質成分、水冰、大氣、電離層、磁場等科學探測,實現中國在深空探測領域的技術跨越.
關于“天問一號”的自拍照、深空機動,筆者查閱了相關資料發現并沒有想象那么簡單.在自拍照方面:為了獲取“天問一號”在奔火過程中的全貌狀態,科研團隊提出“分離式監測方案”,即在合適的光照條件下“拋”出一個輕型相機對“天問一號”進行拍照,并實時把圖像傳回“天問一號”探測器上.為了成功實現分離式監測方案,團隊需要一個能“分得出去、拍得清楚、傳得回來、堅持得住”的小家伙:采用輕小型低沖擊解鎖分離裝置使相機“分得出去”;采用彩色成像,配置800×600、1600X1200兩檔分辨率的相機讓圖像能“拍得清楚”;采用可實現400米無線通信的超強Wi-Fi通信讓數據能“傳得回來”;采用可提供長于1小時供電的一次性電池讓相機能夠“堅持得住”,讓地面能夠一覽“天問一號”奔火的全貌狀態.考慮到相機在逐漸遠離探測器的過程中可能出現翻轉,研制團隊將相機設計為正反雙頭,保證相機在翻轉過程也可以盡可能多地拍攝到探測器圖像.經過四年的攻關研制,這個重約950g的小家伙歷經重重考驗順利搭載“天問一號”火星探測器進入太空,并順利地將重約680g的頭部分離出去,收獲了清晰的圖像,圓滿完成了“天問一號”全貌可視化監測任務.
而深空機動更是意義重大.天問一號在奔赴火星遠達數億公里的長途飛行中,飛行軌跡難免發生微小誤差,需要對其進行精確修正.此前它已經進行過兩次軌道修正.之前兩次變軌控制時,發動機點火只有幾十秒,主要是修正偏差.這次是重新規劃軌道,需要大發動機點火約480余秒.這樣的長時間工作,對發動機而言是很大的考驗.由于天問一號距離地球已遠達3000萬公里,再加上數據處理等因素,探測器的每個動作需要經過若干分鐘后,地面指揮中心才能獲得最新狀態,這無疑也對探測器的可靠性提出很大挑戰.最終在飛行控制團隊的不懈努力下,此次深空機動控制的實際精度優于設計指標.后續,工作人員將根據探測器實際飛行狀態,迭代優化中途修正策略,利用中途修正持續對到達火星的軌道進行精確修正,確保探測器能夠按計劃準確進入火星捕獲走廊,被火星引力捕獲進入環火軌道,開展著陸火星的準備和后續科學探測等工作.
就像黃小琥的那首歌“沒有那么簡單”,中國人航天夢沒有那么簡單就容易實現,它需要一代又一代的航天人默默地堅守奉獻.總之,我們國家雖然在航天事業上起步晚,但是在眾多航天人的努力下,越來越有底氣,越來越有信心.我們曾錯過了大海,但是我們沒有錯過太空,我們要在是太空中濃墨重彩的一筆.(趙志勇)
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