這是中國(guó)航天史上的歷史性一刻！
記者從國(guó)家航天局獲悉，2021年2月10日19時(shí)52分，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器實(shí)施近火捕獲制動(dòng)，環(huán)繞器3000N軌控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作約15分鐘，探測(cè)器順利進(jìn)入近火點(diǎn)高度約400千米，周期約10個(gè)地球日，傾角約10 的大橢圓環(huán)火軌道，成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)“繞、著、巡”第一步“繞”的目標(biāo)，環(huán)繞火星獲得成功。
天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器總重約5噸，由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，著陸巡視器主要包括進(jìn)入艙和火星車。此次實(shí)施制動(dòng)捕獲的環(huán)繞器由中國(guó)航天科技集團(tuán)上海航天技術(shù)研究院抓總研制。制動(dòng)捕獲的成功，為后續(xù)的著陸、巡視打好了基礎(chǔ)。
“火星制動(dòng)捕獲”是指探測(cè)器在抵近火星時(shí)，通過(guò)主發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)火，使得在行星際空間高速飛行的探測(cè)器大速度增量減速，從而能夠被火星引力場(chǎng)捕獲，進(jìn)入繞火軌道。
“火星制動(dòng)捕獲”是整個(gè)探測(cè)任務(wù)中技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)最高、難度最大的環(huán)節(jié)之一。制動(dòng)捕獲的機(jī)會(huì)有且僅有一次，關(guān)系著整個(gè)工程任務(wù)的成敗。捕獲過(guò)程中，火星環(huán)繞器需要準(zhǔn)確地進(jìn)行點(diǎn)火制動(dòng)，只有點(diǎn)火時(shí)機(jī)和時(shí)長(zhǎng)都分秒不差，才能形成理想的目標(biāo)捕獲軌道。可以說(shuō)，制動(dòng)捕獲的成功，離不開(kāi)各系統(tǒng)的大力協(xié)同、密切配合，考驗(yàn)了地面測(cè)控系統(tǒng)深空高精度測(cè)定軌能力，也進(jìn)一步驗(yàn)證了火星環(huán)繞器的各項(xiàng)高可靠設(shè)計(jì)。
此次火星探測(cè)任務(wù)捕獲時(shí)，探測(cè)器的目標(biāo)軌道距火星最近處僅400公里，一不留神就會(huì)撞擊火星或飛離火星。地面測(cè)控系統(tǒng)的深空測(cè)控網(wǎng)和甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量網(wǎng)通過(guò)接收探測(cè)器持續(xù)發(fā)射的高穩(wěn)定度無(wú)線電信號(hào)，經(jīng)過(guò)連續(xù)計(jì)算獲得高精度的軌道數(shù)據(jù)，從而確保探測(cè)器能夠在預(yù)定時(shí)間、預(yù)定高度順利進(jìn)入捕獲走廊，實(shí)施變軌動(dòng)作。
制動(dòng)捕獲過(guò)程中，火星環(huán)繞器也面臨諸多困難。
由于制動(dòng)捕獲時(shí)探測(cè)器距離地球1.92億公里，單向通信時(shí)延達(dá)到10.7分鐘，地面無(wú)法對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，只能依靠探測(cè)器自主執(zhí)行捕獲策略。為了確保本次制動(dòng)捕獲成功，上海航天技術(shù)研究院火星環(huán)繞器團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了器務(wù)自主管理器雙大腦、姿軌控計(jì)算機(jī)三核心、測(cè)控通信多通道切換策略、發(fā)動(dòng)機(jī)雙關(guān)機(jī)策略、3000N和120N發(fā)動(dòng)機(jī)兩重保險(xiǎn)等多項(xiàng)技術(shù)，極大地提升了系統(tǒng)的可靠性。
天問(wèn)一號(hào)是我國(guó)獨(dú)立開(kāi)展行星際探測(cè)的第一步，于2020年7月23日在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)由長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射升空，將通過(guò)一次發(fā)射實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的“繞、落、巡”。自發(fā)射以來(lái)，火星探測(cè)研制團(tuán)隊(duì)已持續(xù)開(kāi)展了202天的在軌飛行控制任務(wù)，完成了四次中途修正和一次深空機(jī)動(dòng)，開(kāi)展了各種自檢和功能驗(yàn)證工作，對(duì)探測(cè)器的測(cè)控通信、能源保障、姿軌控、自主管理等能力進(jìn)行了測(cè)試，確保制動(dòng)捕獲過(guò)程涉及的功能、性能得到充分檢驗(yàn)。
后續(xù)，火星環(huán)繞器研制團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)為著陸巡視器登陸火星開(kāi)展巡視探測(cè)等任務(wù)做好支撐。按照計(jì)劃，進(jìn)入環(huán)火軌道后，天問(wèn)一號(hào)將于今年5月?lián)駲C(jī)實(shí)施降軌，著陸巡視器將與環(huán)繞器分離，并軟著陸火星表面，火星車駛離著陸平臺(tái)，開(kāi)展巡視探測(cè)等任務(wù)。
附：天問(wèn)一號(hào)任務(wù)進(jìn)展時(shí)間軸
2020年7月23日
長(zhǎng)五遙四火箭成功發(fā)射天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器
2020年7月27日-28日
天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器在飛離地球約120萬(wàn)公里處回望地球，利用光學(xué)導(dǎo)航敏感器對(duì)地球、月球成像，獲取了地月合影。
2020年8月2日
天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器完成第一次軌道中途修正。這是3000N軌控發(fā)動(dòng)機(jī)首次太空點(diǎn)火工作，驗(yàn)證了發(fā)動(dòng)機(jī)在軌的實(shí)際性能。
2020年8月19日
22時(shí)20分起，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器環(huán)繞器上火星磁強(qiáng)計(jì)、礦物光譜分析儀、高分辨率相機(jī)、中分辨率相機(jī)等載荷依次完成自檢，確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常。
2020年8月28日
10時(shí)08分，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器飛行里程達(dá)到1億千米，探測(cè)器姿態(tài)穩(wěn)定、能源平衡，多個(gè)載荷完成自檢，確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常。
2020年9月20日
23時(shí)，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器順利完成第二次軌道中途修正，并在軌驗(yàn)證了120N發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際性能。
2020年10月1日
國(guó)家航天局發(fā)布天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器飛行圖像，圖上的五星紅旗光彩奪目，這是天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器首次深空“自拍”。
2020年10月9日
23時(shí)，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作480余秒，順利完成奔火旅程中的唯一一次深空機(jī)動(dòng)。
2020年10月28日
天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器8臺(tái)25N發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)點(diǎn)火工作，順利完成第三次軌道中途修正，并在軌標(biāo)定了25N發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際性能。
2020年12月14日
截至當(dāng)天21時(shí)，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器飛行里程約3.6億公里，距離地球超過(guò)1億公里，距離火星約1200萬(wàn)公里。
2021年1月3日
天問(wèn)一號(hào)飛行里程破4億公里，一個(gè)多月后進(jìn)入環(huán)火軌道。
2021年2月5日
當(dāng)天20時(shí)，天問(wèn)一號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作，順利完成地火轉(zhuǎn)移段第四次軌道中途修正，以確保按計(jì)劃實(shí)施火星捕獲。此前，天問(wèn)一號(hào)在距離火星約220萬(wàn)公里處，獲取了首幅火星圖像。
2021年2月10日
天問(wèn)一號(hào)成功實(shí)施制動(dòng)，順利進(jìn)入環(huán)火軌道。
