青年报·青春上海记者 郭颖

火星到了！2021年2月10日19时52分，中国首次火星探测任务天问一号探测器实施近火捕获制动，环绕器3000N轨控发动机点火工作约15分钟，探测器顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10º的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标，环绕火星获得成功。中科院上海天文台同时宣布：VLBI测轨分系统将继续全力护航。

  天问一号自主完成精准“踩刹车”  

火星制动捕获是指探测器在抵近火星时，通过主发动机长时间点火，使得在行星际空间高速飞行的探测器大速度增量减速，从而能够被火星引力场捕获，进入绕火轨道。这一动作也被形象地称为“踩刹车”。中国航天科技集团有限公司八院火星探测GNC团队不仅做到了精准“刹车”，更实现了全过程由探测器自主完成这一高难度动作。

捕获过程中，火星环绕器需要准确地进行点火制动，只有点火时机和时长都分秒不差，才能形成理想的目标捕获轨道。本次火星探测任务捕获时，探测器的目标轨道距离火星最近处仅400km，一不留神就会撞击火星或飞离火星。

地面测控系统的深空测控网和甚长基线干涉测量网通过接收探测器持续发射的高稳定度无线电信号，经过连续计算获得高精度的轨道数据，从而确保探测器能够在预定的时间、预定的高度顺利进入捕获走廊，实施变轨动作。

在制动捕获过程中，火星环绕器面临着诸多困难。由于制动捕获时探测器距离地球1.92亿公里，单向通信时延达到了10.7分钟，地面无法对整个过程进行实时监控，只能依靠探测器自主执行捕获策略。

为了确保本次制动捕获成功，八院火星环绕器团队设计了器务自主管理器双大脑、姿轨控计算机三核心、测控通信多通道切换策略、发动机双关机策略、3000N和120N发动机两重保险等多项技术，极大地提升了系统的可靠性。

自2020年7月23日发射以来，火星探测研制团队已经持续开展了202天的在轨飞行控制任务，完成了4次中途修正和一次深空机动，开展了各种自检和功能验证工作，对探测器的测控通信能力、能源保障能力、姿轨控能力、自主管理能力等进行了测试，确保制动捕获过程涉及的功能、性能得到充分检验。

后续，火星环绕器研制团队将继续为着陆巡视器登陆火星开展巡视探测任务、科学载荷遥感探测获取原创成果、天问一号探测任务的圆满成功做好支撑。

  不会受国外火星探测器信号干扰  

自2020年7月23日我国首次火星探测任务天问一号探测器在中国文昌航天发射场成功发射后，甚长基线干涉测量（VLBI）测轨分系统就参与了对“天问一号”的测定轨工作。

中科院上海天文台方面表示，天问一号进入环火轨道前后的2月1日到28日，测控弧段很重要，VLBI测轨分系统目前保证每天观测，支持“天问一号”探测器完成1次平面机动以及3次近火制动等动作。

VLBI是天问一号在各个测控段精密测定轨必不可少的手段，特别是在巡航段、火星捕获段、着陆降落段、科学探测段等关键弧段发挥着至关重要的作用。

截至目前，VLBI分系统共进行了106次观测，VLBI时延测量精度0.1纳秒、时延率（指时延随着时间的变化）的测量误差不超过每秒0.3皮秒，均远优于技术指标要求。

2020年7月23日至8月6日为发射后的重要弧段，VLBI测轨分系统每日观测。2020年8月7日至2021年1月31日为巡航弧段，VLBI测轨分系统大约每2到3日观测一次。在这半年多的时间内，“天问一号”探测器历经3次轨道中途修正以及1次深空机动。

为了满足“天问一号”的测定轨要求，VLBI分系统团队于2020年7月前完成了40多台套的软件和硬件的研发、测试和现场安装；持续开展了火星探测VLBI高精度测定轨技术研究和测试验证。该团队成立了90多人的试验队，进行了乌鲁木齐、昆明、密云、天马测站和VLBI中心的巡检，开展质量自查等。

值得关注的是，阿联酋探测器“希望”号和美国探测器“毅力”号也已先后进入火星轨道。那么，国外的火星探测器信号会对天问一号的信号接收和处理产生干扰吗？中科院天文台高级工程师刘庆会表示：不会。

“相较而言，天问一号发出的信号还是比较强的，且接收信号的带宽可调节，避免其他探测器发出的信号进入我们的接收频段。”刘庆会介绍说，“由于中国和外国的探测器轨道不同，我们能精确地知道探测器的轨道，在保证中国探测器的相关处理和积分处理准确的基础上，将中国探测器的信号增强。”

青年报·青春上海记者 郭颖

编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报