“天問(wèn)一號”為何“失聯(lián)”一個(gè)月？揭秘火星探測器的“太空假期”

作者 ｜ 鄭瑩瑩 馬帥莎 郭超凱

來(lái)源 ｜ 中新網(wǎng)

據中國國家航天局10月22日發(fā)布的消息，“天問(wèn)一號”日前安全度過(guò)首次日凌，探測器與地球之間的測控通信恢復正常。
“天問(wèn)一號”為何“失聯(lián)”一個(gè)月？中國航天科技集團八院天問(wèn)一號火星環(huán)繞器副總指揮褚英志詳解如下：

中國于2020年7月23日開(kāi)啟首次自主火星探測任務(wù)，****天問(wèn)一號火星探測器，該探測器由火星環(huán)繞器和著(zhù)陸巡視器組成。
根據天體運動(dòng)規律，火星、地球每隔26個(gè)月將會(huì )分列于太陽(yáng)兩側，三個(gè)天體近似連成一線(xiàn)。
2021年9月中旬至10月下旬便是這樣一個(gè)時(shí)期，在火星工作的包含美國、歐洲、印度的全部火星探測器在此期間都與地面失去聯(lián)系，中國的“天問(wèn)一號”也不例外。
褚英志解釋?zhuān)瑐鹘y意義上的日凌，是針對通信衛星提出的。而在探測火星時(shí)，探測器是繞火星飛行的，從宏觀(guān)上看，探測器的空間位置與火星重合。
那么，當火星被太陽(yáng)擋住，或者說(shuō)被太陽(yáng)光完全淹沒(méi)的時(shí)候，探測器自然也被太陽(yáng)遮擋。
2021年9月下旬至10月中旬，火星、地球運行至太陽(yáng)的兩側，且三者近乎處于一條直線(xiàn)，出現日凌現象，由于受太陽(yáng)電磁輻射干擾的影響，器地通信中斷，天問(wèn)一號環(huán)繞器和火星車(chē)轉入安全模式，停止探測工作。

“失聯(lián)”期間“天號”干什么去了

“天問(wèn)一號”目前與地球的距離約4億公里，即使以光速飛行，我們也要20多分鐘才能到達探測器的位置。
“天問(wèn)一號”距離地球如此之遙遠，我們對它的狀態(tài)只能通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號得知。一旦無(wú)線(xiàn)電信號中斷，地面就沒(méi)法跟“天問(wèn)一號”進(jìn)行對話(huà)，也就無(wú)法指揮“祝融號”火星車(chē)進(jìn)行科研探測。簡(jiǎn)而言之，它放假了！
但雖有假期，“天問(wèn)一號”還有“作業(yè)”。
褚英志介紹，在日凌期間，地面對“天問(wèn)一號”的狀態(tài)一無(wú)所知，這對“天問(wèn)一號”的自主控制能力提出了較高的要求。
首先，由于地面控制人員對探測器的在軌狀態(tài)是有數據和經(jīng)驗積累的，因此在“失聯(lián)”期間，探測器經(jīng)歷的外部環(huán)境條件是可預估的。
其次，探測器可針對可能出現的風(fēng)險采取規避措施，并根據預估的環(huán)境條件，在進(jìn)入日凌前對探測器的相關(guān)系統進(jìn)行狀態(tài)設置，將整個(gè)探測器狀態(tài)調整至相對簡(jiǎn)單、可靠的“安全模式”。
第三，探測器擁有自主管理能力，在日凌期間對器上系統進(jìn)行定期檢查，如果發(fā)現異常情況將按事先制定好的預案進(jìn)行自主處置，保證探測器在出日凌后正常與地面建立通信鏈路。
結束讓地球人找不到的“宇宙假期”后，“天問(wèn)一號”與地球之間的測控通信恢復正常，天問(wèn)一號環(huán)繞器將于11月初進(jìn)入遙感使命軌道，開(kāi)展火星全球遙感探測，獲取火星形貌與地質(zhì)構造、表面物質(zhì)成分與土壤類(lèi)型分布、大氣電離層、火星空間環(huán)境等科學(xué)數據，同時(shí)兼顧火星車(chē)拓展任務(wù)階段的中繼通信。
編輯 | 宗華
排版 | 志海