天问一号在火星落脚!成功渡过"恐怖9分钟"( 二 )



十所高级工程师、我国首次火星探测任务佳木斯深空测控设备总设计师杜丹介绍,5月14日,从“天问一号”降轨机动前的17个小时开始,佳木斯深空站就连续不断地向它发送延时指令,其中包括降轨机动、器器分离、升轨机动及EDL(进入、下降和着陆)过程,以及落火后的初期工作等指令,为安全着陆和火面巡视工作提供有力保障 。
为了安全着陆,探测器EDL过程中的导航信息至关重要,佳木斯深空站采用DOR干涉测量技术与其它深空站协同完成轨道测量,形成轨道预报,提供飞控中心连续数天进行降轨参数的反复试算,确定天问一号进入火星大气层的初始点位置 。
降轨机动前约8小时,飞控中心向天问一号注入大气进入初始点和导航数据等关键指令,引领着巡器完成避障并安全着陆 。随后的过程,就类似汽车的自动驾驶,天问一号按照指令自主飞行 。
一帧都不能少!掌握着巡器落火工况
着巡器落火后,要第一时间与地面建立联系,给地球老家“报平安” 。但由于地火距离太远,信息传送功率受限,火星车和地面之间数据传输的速率极低 。
落火后,佳木斯测控站首次接收信号的时间仅约20分钟 。这个时间段里,着巡器传送的数据帧最多不超过10帧 。而这10帧数据,对地面来说又至关重要 。我们需要根据这些信息在第一时间判断其生存和工作状态 。
传统的遥测数传遥测接收中,前面几帧数据都“浪费”了,主要用于搜索和校验,不能产生有效信息 。
如何能把这10帧数据尽可能利用起来,以获取尽可能多的落火初始阶段的着巡器信息,成为十所研发团队要解决的重要技术难题之一 。
经过理论攻关和上百次试验验证,团队创造性地提出了“数据慢帧优化处理技术” 。通过这一机制,实现了落火阶段极低码率数传信号的接收,首帧信息在完成同步/校验的基础上,还能作为有效数据,解调、输出、上报,这样就1帧不浪费地为飞控中心提供了全部可获得的着巡器落火工况信息 。
【天问一号在火星落脚!成功渡过"恐怖9分钟"】现在,“祝融号”火星车即将在火星表面上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作 。而环绕器则在器-器分离后执行了升轨机动,返回到停泊轨道,为着巡器EDL过程及火星车火面初期工作提供中继通信;同时探测火星空间环境、大气层、地表 。