来自亿万公里外的好消息！天问一号探测器进入火星轨道记者从国家航天局获悉

采访人员从国家航天局获悉，北京时间2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测器顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。
目前，探测器各系统状态良好。“天问一号”在亿万公里外，为祖国亲人送上一份过年大礼！
揭秘：“天问一号”如何精准刹车，抓住今年唯一机会
2021年2月10日，由中国航天科技集团五院抓总研制的“天问一号”火星探测器顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环火轨道。目前，探测器各系统状态良好，近火制动后入轨精度很高，为后续环火飞行的顺利开展打下坚实的基础。
截至目前，“天问一号”探测器已经在轨飞行200余天，飞行里程已经突破了4.7亿公里，“天问一号”为何能够顺利奔向火星？这一路上它如何熟练应对“路况”，打好“漂移”、踩好“刹车”；如何识别多样复杂的环火轨道。五院总体设计部轨道设计团队的星际引航功不可没。

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中国航天科技集团五院“天问一号”研制团队合影供图：中国航天科技集团五院
做好导航掌握漂移技巧
自2020年7月23日发射以来，“天问一号”探测器已经完成了四次轨道中途修正和一次深空机动。与嫦娥系列探测器在地月空间飞行不同，“天问一号”是在进行星际航行，发射升空三天后已经彻底脱离了地球的引力场。为了确保它能够顺利奔火，五院总体设计部轨道设计团队悉心为它设计了最优的飞行轨道，制定了详细、全面的控制策略，助力“天问一号”在导航中精准飞行。
在地火转移的高速路上，“天问一号”长期处于无动力飞行状态，难免会受到入轨偏差、控制偏差和其他摄动因素的影响，与预定轨道产生一定的偏离。为了更接近理论轨道飞行，它就需要轻转“方向盘”、慢踩“油门”，即通过中途修正的方式来进行飞行方向和速度的细节调整，从而实现精细跃动、高速奔火。

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“天问一号”火星任务探测器模拟图
在高速奔火的路上，深空机动是“天问一号”需要掌握的漂移技巧。与中途修正相比，深空机动是控制量更大的轨控动作，使探测器通过一次大转弯、或者说大漂移，从地球的公转面进入到火星的公转面上，精确瞄准火星飞行。“从轨道设计的角度来说，深空机动主要是为了调整探测器绕日轨道的尺寸和倾角，从而使探测器飞行的轨道满足到达火星的需求。”轨道负责人周文艳研究员解释说。
精准刹车，抓住今年唯一的近火制动机会
在第四次中途修正后，“天问一号”探测器保持着平稳的飞行轨迹抵达火星附近。从地火转移轨道进入到环火轨道，需要通过近火制动来实现火星捕获。
“天问一号”需要准确识别通往火星的高速“路标”，并“刹车”慢行，在通往环火轨道的“匝道”上谨慎行驶。“对于轨道设计来说，近火制动这脚‘刹车’力道大小极为考究，踩得太轻，就会飞离火星；踩得太重，又会对后面的飞行时序产生巨大影响。”轨道主管设计师高珊说。
在完成第四次中途修正后，“天问一号”进入到了合适的窗口期，它必须精准地踩下“刹车”，即通过近火制动实现火星捕获，一步到位迈入预定环火轨道。对于“天问一号”来说，近火制动只有一次机会，因为下一次合适的窗口期是在2033年。
另一个巨大挑战的是通信延时，由于探测器距离地球太过遥远，即将踏入环火轨道的“天问一号”与地球的通信延迟超过了10分钟，这意味着无法对火星捕获情况进行实时监控，快速应对。面对这样一段“视觉盲区”，轨道设计团队协同控制系统分析了近千种故障工况，确定了关键参数及阈值，保证火星探测器在地面无法实时控制的情况下，对可能发生的情况进行恰当的判断和反应。