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天问一号探测器完成深空机动

记者从国家航天局获悉，2020年10月9日23时，在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，天问一号探测器主发动机点火工作480余秒，顺利完成深空机动。

在航天专业术语中，为了减少飞行偏差，使探测器沿着正确的轨道飞行而进行的变轨控制称为修正。天问一号在奔赴火星远达数千万公里的长途飞行中，飞行轨迹难免会出现偏差，需要多次对其轨道进行调整。此前它已经进行过两次轨道修正。

而改变当前轨道，使探测器进入另一条轨道而进行的变轨控制称为机动。这次轨道机动是在距离地球约2940万公里的深空实施。

国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言告诉环球时报记者，天问一号这次轨道调整是本次火星探测任务到目前为止难度最大的一次。据介绍，天问一号发射后并不是直接朝着火星飞，而是综合考虑了从发射到火星捕获的各种约束条件并使推进剂消耗尽可能小，采取了转移过程中进行一次深空机动的策略。

北京航天飞行控制中心首次火星探测任务型号总师崔晓峰表示，通俗地说，此前天问一号只是朝着火星的大致方向飞行，而这次深空变轨后，新的轨道直接精准地瞄准探测器与火星交汇点，为后续探测器靠近火星的“急刹车”，即近火制动打下基础。探测器将在当前轨道飞行约4个月后与火星交会，期间还将实施两到三次轨道中途修正。

航天科技集团五院火星探测器系统产品保证经理饶炜介绍说，这已经是天问一号第三次开启发动机进行变轨控制。之前两次变轨控制时，发动机点火只有几十秒，主要是修正偏差。这次是重新规划轨道，需要大发动机点火约500秒。这样的长时间工作，对发动机而言是很大的考验。

环球时报记者也注意到，与月球探测任务时可以看到近乎实时的场景不同，由于天问一号距离地球已远达3000万公里，再加上数据处理等因素，探测器的每个动作需要经过5-6分钟后，地面指挥中心才能知道，这无疑也对探测器的可靠性提出很大挑战。

深空机动是什么意思

深空机动是运载火箭入轨弹道和地火转移轨道联合优化的结果，能够提升运载的发射能力、增加探测器的发射质量，使探测器可以携带更多的推进剂，更好地完成探测任务。

深空机动是指在地火转移段实施的一次变轨机动。中国航天科技集团八院火星环绕器团队专家告诉记者，通过深空机动可以改变探测器原有的飞行速度和方向，使其能够沿着变轨后的轨道顺利飞行至火星。

执行深空机动是运载火箭入轨弹道和地火转移轨道联合优化的结果，能够提升运载的发射能力、增加探测器的发射质量，使探测器可以携带更多的推进剂，更好地完成探测任务。

使用深空机动的好处

通过使用深空机动进行轨道设计和轨道控制，不但成功增加了探测器的推进剂携带量，还实现了三方面目标。

首先，深空机动将一个大的捕获速度增量分解为两次相对较小的速度增量，有利于减小发动机单次工作时间，保证发动机工作的可靠性。同时，深空机动的实施有利于3000N发动机的标定，过程中可对3000N发动机进行推力和比冲标定，而精确的发动机标定参数可以更好地确保火星捕获的精度。

此外，通过深空机动，八院火星环绕器研制团队实现了对探测器到达时间的优化，能够得到更加有利的捕获点处的光照条件和通信条件，也使捕获时探测器经历的火影时间（探测器进入太阳光被火星遮挡的阴影区）和通信盲区时间更短。

此前报道：天问一号完成第二次轨道中途修正

来自国家航天局的最新消息，2020年9月20日23时，天问一号探测器4台120N发动机同时点火工作20秒，顺利完成第二次轨道中途修正，并在轨验证了120N发动机的实际性能。

截至目前，天问一号已在轨飞行60天，距离地球约1900万千米，飞行路程约1.6亿公里，探测器各系统状态良好，地面测控通信各中心和台站跟踪正常。

中途修正一般是指在探测器飞行过程中，对各种原因导致的轨道偏离进行修正，使探测器更贴近理论轨道飞行。天问一号发射入轨和第一次中途修正的精度很高，本次修正量很小。

8月份的时候，天问一号执行了首次轨道修正，是通过一台3000N推力的发动机点火20秒完成的，而此次轨道修正则是由4台120N推力的发动机点火20秒完成的。

专家介绍，从变轨能力上，整个探测器的发动机配置分三种：一种就是3000N的主发动机；第二种是4台120N的发动机，中档的推力；第三种最小的则是由8台25N发动机完成。

120N和25N这样的小推力发动机可以更加精准地进行修正量较小的动作。而3000N的发动机则将在深空机动、近火制动等变量较大的动作中发挥作用。

通过这两次轨道修正，验证了不同发动机的实际性能，为后续的轨道控制奠定了基础。

据了解，天问一号将在10月份执行深空机动。

相比较于轨道修正的细微调整，深空机动则是一个控制量较大的轨控动作，会对探测器的轨道倾角和大小进行调整。简单来说，深空机动后探测器才是在真正意义上飞向火星，因此更为重要，难度也更大。目前探测器已经飞离地球1900万公里，单向通信时延达到了一分钟左右。今后，探测器还将以每天约30万公里的速度远离地球。

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