点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:落火之后,天问一号的“另一半”去哪了
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

落火之后,天问一号的“另一半”去哪了

来源:中国青年报2021-05-18 10:19

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  2021年5月15日,中国成功实现火星着陆,实现这一壮举的是我国首次火星探测任务天问一号探测器。

  鲜为人知的是,天问一号探测器包括环绕器和着陆巡视器两部分。5月15日着陆火星的是着陆巡视器,那么天问一号的“另一半”——环绕器去哪了?

  是的,它又回到了火星轨道,继续在火星上空翱翔。5月15日凌晨4时许,天问一号探测器成功实施环绕器和着陆巡视器的“两器分离”,3小时后,着陆巡视器成功穿越火星大气,在火星表面实现软着陆;两器分离约30分钟后,环绕器则进行升轨,返回火星停泊轨道,成为着陆巡视器与地球的通信中继站,同时继续进行火星环绕探测。

  星际“专车”

  据中国航天科技集团八院环绕器副总设计师朱庆华介绍,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来到进入火星的轨道,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。

  作为搭载着陆巡视器的星际“专车”,环绕器需要顺序完成轨道降低发动机点火和关机、两器分离姿态建立、两器分离后轨道升高发动机点火和关机等系列动作。

  “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。”朱庆华说。

  在他看来,器器分离的过程是对控制算法精度、产品工作可靠性、故障预案周密性等最充分的考验。

  实际上,明确了着陆巡视器准确的着陆点后,探测器的一系列机动也就随之确定下来了。在探测器进行第一次降轨点火的3个小时前,航天设计师已上注所有控制策略,策略中包含了对可能发生情况的应对。

  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。这些需要依赖敏感器、执行机构、计算机以及算法的准确性,是对探测器制导、导航与控制系统的一次“大考”。

  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。当环绕器通过自身的敏感器发现没有完成既定的动作时,会自主带着着陆巡视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。

  通信“中继站”

  在此次火星探测任务中,环绕器不仅仅是一辆星际“专车”,它还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,肩负对火星表面进行遥感探测的任务,同时选择恰当的时机来将巡视器的数据“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飞行运动情况下,时刻保持瞄准状态。

  朱庆华说,环绕器携带有2块太阳电池阵、1幅高增益数据传输天线、1幅对巡视器数据中继天线。在环绕器执行数据中继任务时,需要驱动太阳电池阵对准太阳方向以保证自身电能的供应,同时需要高增益天线跟踪地球、中继天线指向巡视器以建立数据“鹊桥”。“此时,环绕器需要同时实现对巡视器、地球、太阳3个目标的高精度同步指向控制,绝对可以称得上是‘八面玲珑’了。”制导、导航与控制系统主任设计师聂钦博说。

  据他介绍,近地卫星通常是长期对地稳定,使用全向天线,不会出现通讯链路中断的问题,而环绕器在环火飞行时与地球距离远,由于天线波束角有限,设计师们要在确保对天线指向高精度控制的同时,对可能发生的通讯链路中断做出预案。

  “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。”软件设计师周誌元说。

  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。

  (记者邱晨辉)

[ 责编:涂子怡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平同俄罗斯总统普京共同会见记者

独家策划

推荐阅读
2026年亚太经合组织(APEC)贸易部长会议将于5月22日至23日在江苏省苏州市举办。苏州高新区镇湖绣娘姚琴华、岳琰创作的苏绣作品《朱荷图》《太湖一梦入姑苏》也一同展出。一根丝,在绣娘手中可以绣出江南山水;在现代工厂里,也可以进入高端面料、工业材料、绿色纤维和全球供应链。
2026-05-21 09:35
残障群体对无障碍环境建设最为敏感、利益最为攸关,但其话语权也相对较弱。不断完善相关法律体系,以充分保障残障群体在无障碍环境建设中各项权利。
2026-05-21 09:33
光,是宇宙中最神秘而又最常见的存在。从彩虹与翅膀的启示,到光子晶体与超材料的设计,人类在光学材料上的探索不断深化,实现了从“理解自然之光”向“设计与驾驭光”的飞跃。
2026-05-21 09:31
全球气候变化加剧,干旱灾害频发,正威胁世界粮食安全。
2026-05-21 09:30
2026年5月21日至23日,中国科学技术馆在河南省科学技术馆举办“全国科学家故事馆校众创展演活动”。
2026-05-21 09:27
近日,中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩率领团队自主研制的一对多动目标微波无线传能地面验证系统取得重大突破,在百米级距离实现了千瓦级的直流输出功率,直流—直流传输效率达到20.8%,波束收集效率高达88.0%。
2026-05-20 09:42
5月18日,随着“雪龙2”号凯旋,中国第42次南极考察圆满落下帷幕。
2026-05-20 09:37
逛一座馆,见证玻璃工业百年变迁。参观工业博物馆,一件件展品记录的是中国制造的发展史,是从落后到并跑、领跑的奋斗史。让我们以工业博物馆为支点,撬动工业旅游这个大市场,以工业文化涵养制造强国建设。
2026-05-20 09:34
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称天津工生所)糖生物合成与绿色制造攻关团队的研究成果被期刊接收。
2026-05-20 09:27
天津市河西区陈塘庄街道社区的医生向我们反馈,预警模式实现了高危人群的精准干预,社区脑卒中发病率与复发率明显下降。
2026-05-20 09:16
“雪龙2”号极地科考破冰船18日抵达上海,这标志着中国第42次南极考察圆满结束。
2026-05-19 09:54
5月18日,中国第42次南极考察圆满结束。中山大学共有4名老师参与本次任务——大气科学学院教授韩博,遥感科学与技术学院副教授梁琦、叶玉芳、王绍银。
2026-05-19 09:53
“琅琊”海洋大模型现已在国家海洋环境预报中心部署测试运行,实现实景应用。这意味着,这个从青岛走出的AI模型,开始真正为国家海洋预报工作贡献力量。
2026-05-19 09:52
打破传统学科分立格局,发挥工科见长优势,以工程需求催生基础研究、以基础研究赋能工科升级。
2026-05-19 09:50
如今,人工智能正在深刻改变着各行各业。多所大学已将人工智能通识课纳入培养方案,面向全体学生开课
2026-05-19 09:49
在5月15日发表于《细胞》的一项研究中,科学家将从菠菜中提取的光合作用系统移植到小鼠眼中,它能够将光转化为携带能量的分子,从而有效抑制炎症。新加坡国立大学的生物纳米技术专家邢阔然(音)和同事开展的这项研究受到了海蛞蝓的启发,后者能够从藻类中窃取光合作用的机制。
2026-05-18 09:19
标志着奶山羊生物育种迈入世界前列。
2026-05-18 09:14
每一针疫苗、每一瓶点滴,在进入人体前,都必须跨过一道生命红线。
2026-05-18 05:15
利用场景化教学将教室小课堂延伸向社会大课堂,让思政教育“走新”更“走心”。
2026-05-18 05:15
近年来,在应对全球气候变化、保障粮食和重要农产品稳定安全供给基础上,我国积极推进农业农村减排固碳,系统构建气候韧性农业科技战略体系,
2026-05-18 04:05
加载更多