奔火“天问一号”,助力中国航天梦

　　在举国欢度国庆、中秋双节之际,中国国家航天局发布我国首次火星探测任务“天问一号”探测器的飞行图像,图上在茫茫宇宙中飞行的银色着陆巡视器和金色环绕器熠熠生辉,上面的五星红旗更是光彩夺目.并在之后的10月9日,由中国首次火星探测任务飞行控制团队控制,“天问一号”探测器主发动机工作480余秒,顺利完成深空机动.

 

　　一时间关于“天问一号”的搜索点击量在网络上暴增,广大网友纷纷对中国航天人点赞,为中国的航天事业感到自豪.笔者在这里简单的介绍一下“天问一号”.“天问一号”是中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院研制的中国第一个火星探测器.2020年7月23日,长征五号遥四运载火箭将“天问一号”探测器发射升空,飞行2000多秒后,成功将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了中国自主开展行星探测的第一步.天问一号成功升空,计划飞行约7个月抵达火星,并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星表面,开展探测任务.任务将开展对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测,实现中国在深空探测领域的技术跨越.

 

　　关于“天问一号”的自拍照、深空机动,笔者查阅了相关资料发现并没有想象那么简单.在自拍照方面:为了获取“天问一号”在奔火过程中的全貌状态,科研团队提出“分离式监测方案”,即在合适的光照条件下“抛”出一个轻型相机对“天问一号”进行拍照,并实时把图像传回“天问一号”探测器上.为了成功实现分离式监测方案,团队需要一个能“分得出去、拍得清楚、传得回来、坚持得住”的小家伙:采用轻小型低冲击解锁分离装置使相机“分得出去”;采用彩色成像,配置800×600、1600X1200两档分辨率的相机让图像能“拍得清楚”;采用可实现400米无线通信的超强Wi-Fi通信让数据能“传得回来”;采用可提供长于1小时供电的一次性电池让相机能够“坚持得住”,让地面能够一览“天问一号”奔火的全貌状态.考虑到相机在逐渐远离探测器的过程中可能出现翻转,研制团队将相机设计为正反双头,保证相机在翻转过程也可以尽可能多地拍摄到探测器图像.经过四年的攻关研制,这个重约950g的小家伙历经重重考验顺利搭载“天问一号”火星探测器进入太空,并顺利地将重约680g的头部分离出去,收获了清晰的图像,圆满完成了“天问一号”全貌可视化监测任务.

 

　　而深空机动更是意义重大.天问一号在奔赴火星远达数亿公里的长途飞行中,飞行轨迹难免发生微小误差,需要对其进行精确修正.此前它已经进行过两次轨道修正.之前两次变轨控制时,发动机点火只有几十秒,主要是修正偏差.这次是重新规划轨道,需要大发动机点火约480余秒.这样的长时间工作,对发动机而言是很大的考验.由于天问一号距离地球已远达3000万公里,再加上数据处理等因素,探测器的每个动作需要经过若干分钟后,地面指挥中心才能获得最新状态,这无疑也对探测器的可靠性提出很大挑战.最终在飞行控制团队的不懈努力下,此次深空机动控制的实际精度优于设计指标.后续,工作人员将根据探测器实际飞行状态,迭代优化中途修正策略,利用中途修正持续对到达火星的轨道进行精确修正,确保探测器能够按计划准确进入火星捕获走廊,被火星引力捕获进入环火轨道,开展着陆火星的准备和后续科学探测等工作.

 

　　就像黄小琥的那首歌“没有那么简单”,中国人航天梦没有那么简单就容易实现,它需要一代又一代的航天人默默地坚守奉献.总之,我们国家虽然在航天事业上起步晚,但是在众多航天人的努力下,越来越有底气,越来越有信心.我们曾错过了大海,但是我们没有错过太空,我们要在是太空中浓墨重彩的一笔.(赵志勇)