原題目：「天問一號」成功實行火星捕捉

　　據新華社電 2月10日晚間，我國初次火星探測義務「天問一號」探測器成功實行近火制動，開啟環抱火星之旅。此次「天問一號」火星捕獲制動的成功，標誌著我國初次火星探測任務「繞、落、巡」三大目的中的「環抱」方針順遂殺青，為後續著陸、巡查義務的實行奠定了根蒂根基。

　　什麼是火星捕捉制動？

　　火星捕獲制動是指探測器在抵近火星時，經由過程主發動機長時候焚燒，使得在行星際空間高速飛翔的探測器大速度增量減速，從而能夠被火星引力場捕捉，進入繞火軌道。作為火星探測義務中技術風險最高、手藝難度最大的環節之一，制動捕捉的機會是獨一的，關係著全部工程使命的成敗。

　　捕捉過程當中，火星環抱器需要準確地進行焚燒制動，只有點火機會和時長都分秒不差，才能構成抱負的方針捕捉軌道。

　　此次火星探測義務捕捉時，探測器的目標軌道距離火星比來處僅400千米，一不留心就會撞擊火星或飛離火星。地面測控系統的深空測控網經由過程領受探測器延續發射的高不亂度無線電旌旗燈號，經過陸續計較取得高精度的軌道數據，從而確保探測器可以或許在預准時間、預定高度順遂進入捕捉走廊，實施變軌動作。

　　在捕捉制動過程當中，「天問一號」面臨諸多挑戰。由於捕捉制動時探測器距離地球1.92億千米，單向通信時延到達了10.7分鐘，地面沒法對全部過程進行及時監控，只能依托探測器自主履行捕獲策略。

　　自2020年7月23日發射以來，研製團隊已延續展開202天在軌飛翔控制義務，完成四次半途修正和一次深空靈活，展開了各種自檢和功能驗證工作，對探測器的測控通訊能力、能源保障能力、自主治理能力等進行了測試，確保捕捉制動過程觸及的功能、機能獲得充裕磨練。

　　若何踩下「火星剎車」？

　　制動捕捉，簡單來講就是經由過程動員機推力減速控制，來下降探測器的速度，使其可以或許被方針星體的引力所捕獲，這一動作也被形象地稱為「踩剎車」。但到底若何「踩剎車」？面對這一困難，「天問一號」交出了一份高分答卷。

　　開車的人都知道，在高速公路下匝道需要讓車速降下來才能平安過彎。對於以28千米每秒高速靠近火星的探測器來講，要想被火星引力捕獲，也必需在「捕捉窗口」對應的軌道弧段，精準、自主、靠得住地完成「剎車」。理論上，給探測器一個反向推力，便可把它的速度降下來。但在工程實現過程中，仍會碰到不少問題。

日本職棒賽程 2019　　火星探測器設置裝備擺設了1台3000牛的軌道節制策動機，進行引力捕捉時的制動減速節制。火星引力捕捉窗口有限，要求探測器在10分鐘內將速度下降約1千米每秒。過程當中，探測器必需完全依托自己完成動員機焚燒和關機，降服發動機焚燒期間的擾動，實現焚燒偏向和焚燒時長的切確控制。

　　「在落空地面實時測控的情況下，我們只有經由過程方案設計，充分斟酌策動機推力存在誤差、探測器質心赓續轉變等情形，全自立履行精確軌道節制；再通過多身分組合的測試和摹擬分析，讓節制方案加倍靠得住。」中國航天科技團體八院環繞器副總設計師朱慶華說。

　　0.3％的影響也毫不輕忽

　　在研製過程當中，一次半物理摹擬實驗，探測器的捕捉制動精度與指標要求有了顯著誤差，這使得研製團隊高度嚴重。設計方案已經斟酌了探測器燃料消耗引發的質量轉變，也斟酌了推力方向偏移釀成的姿態干擾等多種可能身分，為什麼精度仍是不夠呢？

　　研製團隊隨即對捕捉制動這一進程再次進行深切分析，終於發現，制動前的「沉底」時候太長，對捕捉控制的速度增量產生了約0.3％的影響。

　　專家介紹，所謂「沉底」就是在主動員機推力減速前，先啟動保持探測器姿態控制的小推力器工作，經由過程姿態節制推力器產生的加快度，使燃料集中到貯箱底部，便於主發動機工作。

　　研製團隊敏捷對這一進程進行切確量化分析，將沉底工作進程的推力減小，並將沉底過程對速度增量的影響引入到主動員機關機時候的計較中，通過方案優化和進一步摹擬驗證，捕捉制動精度有了明顯提升。

　　為確保此次要害「剎車」可靠完成，研製團隊在四年攻關過程當中，絡續對方案進行優化完美。中國航天科技團體八院環繞器GNC分系統產品包管師劉宇說：「我們已應用本身的演算法對一些知名的火星探測使命進行摹擬，摹擬成績與國際上公佈的數據特別很是吻合。」

　　今朝，具有自立節制能力的火星探測器已成功實施捕捉制動，讓我們配合等候後續的探火新發現吧。

　　（記者胡喆）