2021年2月10日，“天问一号”火星探测器顺遂实施近火制动，完成火星捕捉，正式踏入环火轨道。今朝，探测器各体系状况优越，近火制动后入轨精度很高，为后续环火飞行的顺遂开展博得了“开门红”。
奔火路上，“天问一号”若何打好“漂移”、踩好刹车，并辨认多样繁杂的环火轨道。所有这些，离不开航天科技团体五院总体设计部轨道设计团队的星际引航。下面，就让我们一路来听听“天问一号”轨道设计团队怎么说……
奔火路上必要半途修正和深空灵活
自2020年7月23日发射以来，踏上奔火高速路的“天问一号”已经完成了4次轨道半途修正和一次深空灵活。与嫦娥系列探测器在地月空间飞行分歧，“天问一号”是在进行星际航行，发射升空3天后就已经彻底脱离了地球的引力场。为了确保它可以或许顺遂奔火，航天五院悉心为它设计了最优的飞行轨道，并订定了具体、周全的节制策略，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”历久处于无动力飞行状况，不免会受到入轨误差、节制误差和其他摄动因素的影响，与预定轨道发生必定的偏离。为了更靠近理论轨道飞行，它就必要轻转“偏向盘”、慢踩“油门”，经由过程半途修正的方式来进行飞行偏向和速率的细节调整。
在高速奔火的路上，深空灵活是“天问一号”必要掌握的漂移技能。与半途修正相比，深空灵活是节制量更年夜的轨控动作，使探测器经由过程一次年夜转弯或者年夜漂移，从地球的公转面进入到火星的公转面，准确对准火星飞行。“从轨道设计的角度来说，深空灵活主要是为了调整探测器绕日轨道的尺寸和倾角，以满意达到火星的需求。”轨道卖力人周文艳研讨员如许解释。
只有一次机遇，必需精准踩下刹车
第4次半途修正后，“天问一号”坚持着安稳的飞行轨迹抵达火星邻近。在中国人平易近欢度春节的日子里，火星迎来了新的探寻者。从地火转移轨道进入到环火轨道，必要经由过程近火制动来实现火星捕捉，从而完成日心轨道和火心轨道的顺遂连接。
“天问一号”必要精确辨认通往火星的高速路标并刹车慢行，在通往环火轨道的“匝道”上谨严行驶。“对付轨道设计来说，近火制动这脚刹车力道年夜小极为考究——踩得太轻，就会飞离火星；踩得太重，则会对后面的飞行时序发生伟大影响。”轨道主管设计师高珊形象地描写。
完成第4次半途修正，“天问一号”便进入到适宜的窗口期，必需精准地踩下刹车，即经由过程近火制动实现火星捕捉，一步到位迈入预定环火轨道。对付“天问一号”来说，近火制动只有一次机遇，由于下一次适宜的窗口期是在2033年。
另一个对轨道节制带来伟大挑战的是通讯延时。因为探测器间隔地球太甚迢遥，即将踏入环火轨道的“天问一号”与地球的通讯延迟跨越10分钟——这意味着无法对火星捕捉环境进行及时监控和快速应对。面临如许一段“视觉盲区”，轨道设计团队协同节制体系进行了近千种故障工况的阐发，肯定了症结参数及阈值，编写了近两百份故障预案，以保证火星探测器在地面无法及时节制的环境下，对可能产生的环境进行适当的断定和反响。
经由过程繁杂的轨道节制来保证“停车”
这是中国的航天器初次抵达火星邻近，要一次实现“绕、着、巡”三个目的，轨道设计的难度很高。
“天问一号”火星探测器由环绕器与着陆巡查器构成。为了保证着陆巡查器顺遂着陆火星，“天问一号”必要经由过程繁杂的轨道节制来保证“停车”。
据悉，完成火星捕捉后，进入环火轨道的“天问一号”将面对更年夜的磨练：在远火点进行一次平面灵活，调整飞行的轨道倾角，为后续“停车”事情奠基根基；回到近火点时，要“慢踩刹车”，迈入到停泊调相轨道，并对轨道周期进行调整，以保证轨迹颠末预定的着陆点；在停泊调相轨道再次达到近火点时，“天问一号”必要进行第三次刹车进入停泊轨道，并多次维持在该轨道上对着陆区拍摄成像，保证可以或许在预准时间、所在完成着陆巡查器的着陆。
“妥当完成前面步调后，‘天问一号’再次减速进入停泊轨道，对着陆区拍摄成像，并选择适宜的地位，完成‘停车’的末了一步——环绕器与着陆巡查器分别，着陆巡查器进入火星年夜气。”轨道设计团队的事情职员强调。
