中国火星环绕器为何要在停泊轨道上探测3个月?
时间拨回到2021年2月15日17时,天问一号探测器运行至远火点,实施远火点轨道机动,3000N发动机点火工作,将环火轨道从倾角10度的大椭圆轨道调整为火星极轨大椭圆轨道(轨道倾角约86度),并将近火点高度调整至约280公里;2021年2月20日20时,探测器实施第二次近火制动,进入周期约为3.5天的停泊调相轨道;2021年2月24日6时,探测器实施第三次近火制动,进入近火点高度280公里,远火点高度57000公里,周期为49.2小时(约2个火星日)的停泊轨道。
为了保证探测效果,八院火星环绕器研制团队设计的环火停泊轨道为回归轨道,即每圈轨道的近火点均位于首选着陆区的正上方,这种轨道设计可以使探测器每次运行到近火点时,均可以对着陆区进行详查。
地面科研人员利用这些坡度、高程、石块丰度等火表关键特性参数,可以开展三维高精度建模,并进行着陆仿真验证,确保预选着陆点的地貌条件充分适合探测器的软着陆及后续火星车的巡视探测任务。
同时,由于“天问一号”携带的火星车采用太阳能帆板的形式供电,大量沙尘会覆盖在太阳能电池片的表面,降低发电效率甚至导致发电能力丧失。对于火星车来说,失去能源供应无疑是致命的。因此,通过停泊轨道3个月的预选着陆区探测,八院火星环绕器研制团队可以对火星的天气情况尤其是沙尘暴的动向进行监测,从而避开恶劣的火星天气,选择一个“风和日丽”的日子实施两器分离任务。
据八院透露,着陆巡视器安全着陆火星后,后续将进行桅杆、太阳翼、天线、车轮等机构的释放展开,“祝融号”火星车驶离着陆平台,行驶到火星表面开展巡视探测。环绕器在完成着陆过程的中继通信任务后,再在周期为两个火星日的停泊轨道上运行一圈,之后在近火点实施变轨机动,将轨道变为周期为三分之一个火星日的中继轨道,这样一个火星日内,环绕器可为火星车提供一次近火点中继通信和一次远火点中继通信,为后续的巡视探测任务提供指令上注和探测信息传输服务。
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