田文1号已经在轨道上飞行了大约36天。“探索火”需要多少障碍？

科学大爆炸田文1号冲出了1亿公里——

“探索火”需要多少障碍

8月28日，中国的第一个火星探测任务——田文一号——飞行了1亿公里。自7月23日成功发射以来，田文1号已经在轨道上运行了大约36天。

与绕地球飞行和在月球表面着陆相比，飞往火星并不容易。这将是一次去太阳系的长途旅行。据专家估计，田文一号到达火星时，距离地球约1.95亿公里，实际飞行距离约为4.7亿公里。在整个过程中，它不得不经历诸如轨道修正和制动捕获等困难。

现在田文一号已经成为一颗人造行星，它在地球火焰转移轨道上与地球和火星一起绕太阳运行，并逐渐远离地球飞往火星。田文1号在此前的1亿公里中经历了什么？在接下来的3亿公里中会遇到什么障碍？

最后，拍一张地球和月亮的照片

中国宇航员对火星的追求已经在火箭飞行过程中开始了。7月23日12点41分，田文一号带着十几个不同功能的科学负载踏上了漫长的火星之旅。

\”定向天线部署！\”这是一个非常关键的控制。在4亿公里的距离上，地面和探测器之间传输的无线电信号将变得非常微弱。扩大这个近6平方米的“大锅”是非常重要的，它可以大大增强传输信号的强度。在火星轨道上，与地面的长距离通信依赖于它。天线展开后，意味着中国的火灾探测之旅从此有了“生命线”。

在漫长旅程的第四天，田文一号的飞行过程是正常的，但是它周围没有熟悉的地球大气层。它独自在黑色的宇宙海洋中旅行，地球和月亮变得越来越小。

田文一号拿出光学导航相机，拍了一张地球和月球的照片。在这张黑白照片中，地球和月亮，一大一小，都是新月形的，在广阔的宇宙中相互伴随，仿佛在对着人们微笑。

中国航天科技股份有限公司第八研究院的发展专家告诉记者，探测器就像一艘航行在茫茫大海上的大船。不同的是，飞离地球后没有卫星导航系统的引导。与传统的无线电导航不同，光学自主导航可以通过图像目标识别和特征提取获得位置和速度等导航信息。

“光学导航传感器就像探测器的‘眼睛’。”例如，第八医院控制研究所的光学导航专家说，“有了这些明亮的‘眼睛’，探测器将具有自主观察和飞往目的地的能力。”

在“田文一号”接近火星的过程中，中国航天员将带远摄镜头的导航传感器视为“千里眼”，能够在1000万公里的距离内识别火星，并能自主适应从点目标到面目标、从弱目标到强目标的火星图像提取。即使没有外部导航信息，它们也能在深度空飞行中自主找到前进的方向。

变成一个人造星球

根据国际电信联盟的定义，深空边界是空，离地球200万公里。7月29日，也就是田文一号被送入轨道六天后，它成功地突破了这个界限，正式成为太阳系中的一颗人造行星。

截至8月25日23: 00，田文一号到地球的距离超过1000万公里，累计行程9329万公里。北京航天控制中心首次火星探测任务首席模型工程师崔晓峰表示，边界在一定程度上意味着挑战的极限，而深层空边界是一样的，代表着超长距离、超长时间延迟的环境变化，这无疑是地面飞行控制人员必须克服的困难。

尽管条条大路通罗马，但要想成功地完成这段漫长的旅程，必须有一个科学严谨的态度。目前，田文一号处于无动力飞行状态。在飞行过程中，受轨道偏差和控制精度偏差等因素的影响，微小偏差会逐渐积累和扩大。因此，有必要及时纠正和调整。

8月2日，田文1号探测器的3000牛顿发动机工作了20秒，完成了第一次轨道中途修正。

中国第一次火星探测任务探测器系统的环绕技术副主任朱清华说，许多汽车都有车道保持功能。如果汽车偏离自己的车道，它将自动纠正方向，让汽车回到原来的车道。火星探测器的轨道修正是相似的，但不同的是火星探测器不仅需要修正飞行方向，还需要修正飞行速度等变量。

他告诉记者，田文一号发动机的启动时间被确定为20秒，轨道专家最终想出了一个既能满足发动机标定，又能实现地面火力最优能量转移的控制策略。

崔晓峰表示，未知的tai 空意味着风险和挑战，保持地面和航天器之间的“通信线路”非常重要。在爱护田文一号的同时，飞行控制人员必须合理利用深空测控资源，实现嫦娥四号着陆器的睡眠唤醒、巡视和接力星，爱护月球上的“老寿星”嫦娥三号着陆器，使我国的“玉兔”能够继续在月球背面进行巡视和探索。

未来会有六个障碍

据探测器系统副总指挥、中国首次火星探测任务轨道飞行器总指挥张玉华介绍，在未来几个月的飞行中，田文一号将进行3-4次中途修正和1次深度空机动修正，轨道飞行器将逐渐接近火星，进入火星捕获阶段。

其中，火星捕获是火星探测任务中技术风险最高的环节之一。由于火星捕获窗口的独特性，捕获的成败决定了火星探测任务的成败。这种点火制动过程通常被称为“踩刹车”。

张玉华说“刹车”踩得太早，探测器的速度降得太低，探测器会坠入大气层并撞击火星；如果你晚一步，探测器将不会被火星引力捕获，从而飞离火星。

在成功捕获并进入环火轨道后，火星探测器将进行一系列的轨道调整，进入停车轨道，将近火点调整到着陆点空附近，并在每次经过近火点时对巡逻着陆点区域进行详细的勘测，为登陆巡逻的下一次登陆做准备。

张玉华说，进入火星捕获轨道后，探测器将在经过3-4次轨道调整后，以大约两个火星日的周期进入停车轨道。火星探测器将在停车轨道上运行约75天，对着陆前区域进行12次成像探测，并将成像数据传回地面，完成着陆巡逻预选着陆区域的预探测。

她告诉记者，在完成为期三个月的火星接力任务后，田文一号火星探测器将在着火点附近刹车并绕轨道运行，进入科学探索轨道，并继续在火星轨道上运行一年，执行火星全球遥感探测任务。

但这一切要到几个月后才会实现。

北京飞行控制中心的一名年轻的科技工作者说，对于田文一号和地面上的宇航员来说，第一个月是新鲜而紧张的。田文1号就像一个新生儿，每天都处于一个新的位置，面对一个新的环境。宇航员，像新父母一样，应该保护它，应对每一个可能的挑战。尽管困难重重，但这一切都将充满意义——浓缩在十几个月的时间里，见证中国的征途。

中青日报中青网记者邱来源:中国青年报