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只为浩瀚星空那一抹中国红——记“天问一号”火星环绕器研制团队

2021-02-11 11:27来源:中国新闻网关注:

只为浩瀚星空那一抹中国红——记“天问一号”火星环绕器研制团队

效果图。中国航天科技集团八院 供图

  中新网上海2月11日电 题:只为浩瀚星空那一抹中国红——记“天问一号”火星环绕器研制团队

  作者 郑莹莹 郭超凯

  中国传统“牛”年新春到来之际,中国首次自主火星探测器天问一号于北京时间2月10日19时52分成功实施制动捕获,随后进入环绕火星轨道,成为中国第一颗人造火星卫星。

  制动捕获是中国此次火星探测任务中技术风险最高、技术难度最大的环节之一,这一动作被形象称为“踩刹车”,其成功实施不仅是“天问一号”从火星传来的最佳牛年新春祝福,更让研制团队一直悬着的心放了下来。

  为了这一瞬间的喜悦,中国航天科技集团第八研究院(以下简称:八院)的火星环绕器团队,整整等了10年。

效果图。中国航天科技集团八院 供图

效果图。中国航天科技集团八院 供图

  深空探测 “后来者”攻克关键难题

  2010年,中国深空探测重大专项论证在8名院士联名向国家建议的推动下拉开帷幕。自那时起,八院火星团队就开始全程参与中国深空探测的重大专项论证。“天问一号”探测器由环绕器和着陆巡视器组成。2013年,根据中国航天科技集团有限公司对火星探测任务的分工,八院火星团队转入火星环绕器的总体论证工作。

  中国是深空探测领域的后来者,对深空探测所需的技术积累有限,为实现深空探测工程的目标,需要攻克一系列关键技术:机会唯一的制动捕获如何“踩刹车”?过程复杂的两器分离如何设计?遥测遥控中断30天的“日凌期”如何度过?距离地球如此遥远的火星探测器如何开展自主管理?

  为了攻克这些难题,研制团队边论证边调研。在2016年中国首次自主火星探测任务正式启动立项后的几年里,团队接连攻克了火星制动捕获、超远距离通信、长时间在轨自主管理、深空光学自主导航等多项关键技术。

  比如这次的制动捕获,环绕器在抵达火星后,需要把握住唯一的机会对火星进行制动捕获,如果点火时间过长,探测器就会一头撞上火星,如果点火时间过短,探测器就会飞离火星,因此对环绕器姿态轨道控制分系统提出了极高要求。为了解决相关难题,环绕器团队提出了许多方案,又推翻了许多方案,最终采用了捕获时以开机时长和速度增量两个指标来控制发动机的“双关机策略”。

  寒冬酷暑 奔波数万公里

  2月10日晚抵达火星时,奔波了近7个月的中国天问一号火星探测器飞行里程约4.75亿千米,距离地球约1.92亿千米。而这一路以来,研制人员也在“奔”,他们冒着寒冬酷暑,辗转各地,推进研制任务。

  测控数据传输分系统作为火星探测器极为重要的分系统之一,不仅要完成整器的各项试验,同时还要进行各测控站、应用站的对接。对接工作时间跨度大、协同距离远,需要长期保持多地同时工作。北到佳木斯的深山老林,西到喀什的茫茫戈壁,南到文昌的湿热海岛,东到上海的佘山脚下……在进行中国首台高灵敏度数字化深空应答机的测控应用对接任务时,研制团队的设计师们在几个月时间里辗转数地,奔波数万公里。

  2020年,突如其来的新冠肺炎疫情,更是打乱了火星环绕器正样产品的出厂步伐。由于交通管制,人员往返北京参加两器联试的安排严重受限。为了降低人员流动风险,研制团队分成双线,并行推进工作:一支队伍在北京完成与北京飞行控制中心的无线1:1联试,另一支队伍在上海完成整器出厂评审准备工作。

效果图。中国航天科技集团八院 供图

效果图。中国航天科技集团八院 供图

  奔火前行 中国航天在路上

  在此番火星制动捕获的关键时间点,中国航天科技集团各地研制团队在北京飞行控制中心展开了一遍又一遍的协同演练。

  天问一号奔火的近7个月里,飞行控制团队每天都要“两班倒”:24小时的工作结束后,工作人员只能休息一天,便要开始下一个24小时的工作。

  正是在这样的不懈努力下,“天问一号”顺利开展制动捕获,成功实现中国首次火星自主探测任务的环绕目标。

  十年光阴,中国的火星探测之路并不平坦,深入论证、潜心研制,航天人所做的每一件事、踩下的每一个脚印,都在新的历史机遇下创造新的航天历史。

  “深空,是等待人们探索的未知领域;梦想,是激励我们前进的灼灼明灯。”“天问一号”火星环绕器总体主任设计师牛俊坡说。

  宇宙有多大,深空探测的舞台就有多大,逐梦深空,中国航天,正在路上。(完)

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