焦点访谈:天问一号开启绕火之旅( 二 )


焦点访谈:天问一号开启绕火之旅
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时延,是人类进行深空探索面临的共同难题 。此前嫦娥探月时,时延只有一两秒,感觉并不明显,大多数时候地面还可以直接控制探测器的动作 。但是,天问一号到达火星时,探测器发出的信号需要在宇宙空间里跑11分钟左右才能到达地球,地面上的操控人员即使能实时作出判断回复,到达探测器时又已经过去了11分钟,早就错过了合适的动作时机,因此判断动作时机到来时,天问一号需要自动执行任务 。
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朱新波说:“我们都是通过延时指令的形式去操作,延时指令实际上是什么意思呢?它是在原计划指令内容上加上一个时间,然后把这些指令发到探测器上之后,探测器会存储下来,然后根据这些时间标签去执行相应的动作,或者去触发一系列的动作 。”
按照计划,近火捕获开始15分钟后发动机点火就会结束,即使加上11分钟的时延,26分钟后地面就能接到第一批遥测数据确认整个近火制动的情况,但是因为飞行的轨道设计,发动机点火开始后没多久,天问一号就飞到了火星的背面,称为火星的“星掩区”,此时,火星的遮挡完全中断了探测器和地球之间的通信 。
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2021年2月10日20时15分,火星遮挡收不到信号,此时,地面控制人员能做的只有一件事:等 。这个时候探测器上一旦有任何问题,地面都一无所知,为了保证整个任务能顺利完成,在研发过程中,仅仅制动捕获的工作就设计了50多个故障预案 。
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2月10日,发动机点火几十分钟后,地面终于收到了来自天问一号的消息 。成功被火星捕获后,天问一号解锁了新任务,接下来三个月,探测器在几次变轨后就要开启火星登陆准备模式 。火星探测“绕、着、巡”三个任务听起来似乎是依次完成,但要在2亿公里外完成所有任务,许多动作都是相互交织,彼此关联 。比如飞行轨道的设计,必须兼顾不同任务的需求,近火制动时进入“星掩区”就是这样一个平衡的结果 。
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航天科技集团五院天问一号探测器总体轨道主任设计师周文艳说:“在设计的时候如果以其他状态到达火星,它可以整个过程有通讯,但是对于后续完成其他任务会带来困难,着陆巡视器一进去,电源可能就会不够,达不到预期的目的 。权衡任务约束,还是选择了它会进入星掩的状态 。”