天问|天问一号这个“停泊轨道”不简单!

2021年2月24日7时左右 , 天问一号火星探测器运行至近火点时顺利实施第三次近火制动 , 成功进入周期为49.2小时(2个火星日)的停泊轨道 , 制动采用4台120N发动机 。 探测器在该停泊轨道上大约运行2.5个月 , 期间将对预定着陆区开展详查工作 。 至此 , 探测器已经完成了着陆降轨前的所有关键变轨 , 开始正式为“绕、着、巡”中的第二步“着”做准备 。
【天问|天问一号这个“停泊轨道”不简单!】变到停泊轨道 , 总共分几步?
此前 , 天问一号探测器到达火星后已经完成了一系列复杂的变轨操作 。 2月10日 , 探测器第一次到达近火点时进行捕获制动 , 成功实现火星环绕 , 进入周期为10天的大椭圆轨道;2月15日 , 探测器第一次到达远火点时进行变轨 , 调整轨道平面与近火点高度 , 环火轨道变为经过火星南北两极的极轨;2月20日 , 探测器第二次到达近火点时进行制动 , 进入周期约为4天的调相轨道 , 使其在运行一圈再次到达近火点附近时 , 能够正好经过预定着陆区上空 。
本次2月24日的近火制动在探测器第三次到达近火点时进行 , 进入对预定着陆区开展详查的停泊轨道 。 这四次变轨环环相扣 , 前后紧密关联 , 每次都必须精准控制 , 才能够保证探测器顺利进入停泊轨道 。

天问|天问一号这个“停泊轨道”不简单!
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停泊轨道的作用是什么?
停泊轨道最主要的作用是为着陆做准备 。 在停泊轨道运行期间 , 当探测器经过预定着陆区上空时 , 会利用中分相机、高分相机、光谱仪等载荷设备对预定着陆区进行详查 , 主要探测预定着陆区地形、地质地貌、是否存在沙尘暴等环境条件 , 为着陆巡视器的安全着陆做好准备工作 。
详查工作需要探测器尽可能多地飞过预定着陆区 。 经过前面三次变轨调整 , 探测器在第三次到达近火点附近时已经位于预定着陆区上空 , 但由于火星自转 , 如果此时不进行轨道调整 , 探测器在很长时间内都将难以再次飞过预定着陆区 。 因此 , 本次近火制动的目标 , 就是形成一个停泊轨道 , 让探测器能够每次回到近火点附近时 , 都正好飞过预定着陆区 。
综合考虑其他因素 , 本次停泊轨道的周期选取为两个火星日(49.2小时) , 在停泊轨道运行期间仅需进行少量的轨道维持 , 即可保证探测器每两个火星日就可以对预定着陆区开展一次详查 。
本文内容由航天科技集团八院提供

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