稳!沪产星际“专车”为“天问一号”成功着陆火星保驾护航

据国家航天局消息,北京时间2021年5月15日上午8点20分左右,我国天问一号着陆器确认成功降落火星,着陆地点位于火星北半球的乌托邦平原,着陆器上搭载的是我国“祝融”号首辆火星车,我国首次实施火星着陆任务成功(www.sanxu.net)。

今日凌晨,由中国航天科技集团研制的火星探测器“天问一号”成功实施环绕器和着落器两器分离,4小时后,着陆器成功穿越火星大气在火星表面实现软着陆。

在中国航天科技集团八院环绕器研制团队的可靠设计与保障下,环绕器则成功释放着陆器,并再次进入环火轨道成为着陆器与地球的通信中继站,同时继续进行火星环绕探测。在一次火星探测中实现绕、着、巡三大任务,这在全世界范围内尚属首次。

精准度好比距离篮筐980米进行投篮

火星探测器“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器(火星车)两部分,为实现着陆巡视器准确进入火星着陆轨道,环绕器需要首先在携带着陆巡视器的情况下控制到撞击火星的轨道,实施两器分离后,环绕器需要迅速抬升轨道,而着陆巡视器则进入火星大气层。这个分离前后的控制需要7个小时。

环绕器作为搭载着陆巡视器的星际“专车”需要自主、准确、可靠地完成一系列动作,“这是一系列很关键的姿态和轨道机动,稍有不慎,探测器就可能被火星引力拉向火星表面,而由于通讯时延的存在,我们并没有办法实时获知探测器的状态并对异常情况进行干预。”环绕器副总设计师朱庆华说道,“可以说,器器分离的过程是对我们的一次大考。”

分离时环绕器的轨道控制精度和姿态控制精度是着陆巡视器能否进入预定着陆区的前提,探测器需要自主进行测量计算并作出判断,每个环节都必须精准无误,分秒不能差。方案设计师王卫华打了个比方:“这就好比在室外,距离标准篮筐980米进行投篮,还必须事先考虑到投篮的角度、时机、投球力度,以及篮球自身旋转运动、风速和风向外部环境等种种因素的影响。”

同时,设计师们也做了不同情况下的预案和对策。当环绕器自动发现没有完成既定的动作时,会自主带着着陆器迅速进行轨道抬升以避免撞向火星,并在合适的时机再次选择执行两器分离的一系列动作。

最可靠的通信“中继站”,保顺畅通讯

“天问一号”火星任务探测器系统由环绕器和着陆巡视器组成

在此次的火星探测任务中,环绕器不仅仅是一辆星际“专车”,它同样也是一座功能强大的通信“中继站”,为火星表面巡视器与地球搭建通讯桥梁。

与着陆器分离后,它还需要肩负起对火星表面进行遥感探测的任务,同时将巡视器的数据“中继”传向地球。在距离地球2.93亿公里的轨道上准确指向地球,相当于要在2米开外瞄准绣花针孔,而且要在环绕器自身还在不断的飞行运动情况下,时刻保持住瞄准状态。

“我们设计了一种通讯链路中断后的自主恢复策略。一旦发生通讯链路中断,探测器就会自主慢旋,并在这一过程中,使天线扫到地球,进而恢复通讯链路。这一过程也是环绕器自主实现。”软件设计师周丈元介绍道。

可靠的安全策略和精准的自主控制有力保障了环绕器与着陆巡视器的成功分离,更确保了着陆巡视器与地球的顺畅通讯。如今,环绕器依然在稳定环火飞行,成为了着陆巡视器与地球之间的通信桥梁,完成数据中继任务后,它也将全力开启自己的环火遥感之旅。

据国家航天局消息,北京时间2021年5月15日上午8点20分左右,我国天问一号着陆器确认成功降落火星,着陆地点位于火星北半球的乌托邦平原,着陆器上搭载的是我国“祝融”号首辆火星车,我国首次实施火星着陆任务成功。

今日凌晨,由中国航天科技集团研制的火星探测器“天问一号”成功实施环绕器和着落器两器分离,4小时后,着陆器成功穿越火星大气在火星表面实现软着陆。

在中国航天科技集团八院环绕器研制团队的可靠设计与保障下,环绕器则成功释放着陆器,并再次进入环火轨道成为着陆器与地球的通信中继站,同时继续进行火星环绕探测。在一次火星探测中实现绕、着、巡三大任务,这在全世界范围内尚属首次。

精准度好比距离篮筐980米进行投篮

火星探测器“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器(火星车)两部分,为实现着陆巡视器准确进入火星着陆轨道,环绕器需要首先在携带着陆巡视器的情况下控制到撞击火星的轨道,实施两器分离后,环绕器需要迅速抬升轨道,而着陆巡视器则进入火星大气层。这个分离前后的控制需要7个小时。

环绕器作为搭载着陆巡视器的星际“专车”需要自主、准确、可靠地完成一系列动作,“这是一系列很关键的姿态和轨道机动,稍有不慎,探测器就可能被火星引力拉向火星表面,而由于通讯时延的存在,我们并没有办法实时获知探测器的状态并对异常情况进行干预。”环绕器副总设计师朱庆华说道,“可以说,器器分离的过程是对我们的一次大考。”

分离时环绕器的轨道控制精度和姿态控制精度是着陆巡视器能否进入预定着陆区的前提,探测器需要自主进行测量计算并作出判断,每个环节都必须精准无误,分秒不能差。方案设计师王卫华打了个比方:“这就好比在室外,距离标准篮筐980米进行投篮,还必须事先考虑到投篮的角度、时机、投球力度,以及篮球自身旋转运动、风速和风向外部环境等种种因素的影响。”

同时,设计师们也做了不同情况下的预案和对策。当环绕器自动发现没有完成既定的动作时,会自主带着着陆器迅速进行轨道抬升以避免撞向火星,并在合适的时机再次选择执行两器分离的一系列动作。

最可靠的通信“中继站”,保顺畅通讯

“天问一号”火星任务探测器系统由环绕器和着陆巡视器组成

在此次的火星探测任务中,环绕器不仅仅是一辆星际“专车”,它同样也是一座功能强大的通信“中继站”,为火星表面巡视器与地球搭建通讯桥梁。

与着陆器分离后,它还需要肩负起对火星表面进行遥感探测的任务,同时将巡视器的数据“中继”传向地球。在距离地球2.93亿公里的轨道上准确指向地球,相当于要在2米开外瞄准绣花针孔,而且要在环绕器自身还在不断的飞行运动情况下,时刻保持住瞄准状态。

“我们设计了一种通讯链路中断后的自主恢复策略。一旦发生通讯链路中断,探测器就会自主慢旋,并在这一过程中,使天线扫到地球,进而恢复通讯链路。这一过程也是环绕器自主实现。”软件设计师周丈元介绍道。

可靠的安全策略和精准的自主控制有力保障了环绕器与着陆巡视器的成功分离,更确保了着陆巡视器与地球的顺畅通讯。如今,环绕器依然在稳定环火飞行,成为了着陆巡视器与地球之间的通信桥梁,完成数据中继任务后,它也将全力开启自己的环火遥感之旅。

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