“天問(wèn)一號(hào)”為何“失聯(lián)”一個(gè)月？揭秘火星探測(cè)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(jù)中國(guó)國(guó)家航天局10月22日發(fā)布的消息，“天問(wèn)一號(hào)”日前安全度過(guò)首次日凌，探測(cè)器與地球之間的測(cè)控通信恢復(fù)正常。
“天問(wèn)一號(hào)”為何“失聯(lián)”一個(gè)月？中國(guó)航天科技集團(tuán)八院天問(wèn)一號(hào)火星環(huán)繞器副總指揮褚英志詳解如下：

中國(guó)于2020年7月23日開(kāi)啟首次自主火星探測(cè)任務(wù)，****天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器，該探測(cè)器由火星環(huán)繞器和著陸巡視器組成。
根據(jù)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，火星、地球每隔26個(gè)月將會(huì)分列于太陽(yáng)兩側(cè)，三個(gè)天體近似連成一線。
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(guó)、歐洲、印度的全部火星探測(cè)器在此期間都與地面失去聯(lián)系，中國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”也不例外。
褚英志解釋，傳統(tǒng)意義上的日凌，是針對(duì)通信衛(wèi)星提出的。而在探測(cè)火星時(shí)，探測(cè)器是繞火星飛行的，從宏觀上看，探測(cè)器的空間位置與火星重合。
那么，當(dāng)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(cè)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(yùn)行至太陽(yáng)的兩側(cè)，且三者近乎處于一條直線，出現(xiàn)日凌現(xiàn)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(hào)環(huán)繞器和火星車轉(zhuǎn)入安全模式，停止探測(cè)工作。

“失聯(lián)”期間“天號(hào)”干什么去了

“天問(wèn)一號(hào)”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(dá)探測(cè)器的位置。
“天問(wèn)一號(hào)”距離地球如此之遙遠(yuǎn)，我們對(duì)它的狀態(tài)只能通過(guò)無(wú)線電信號(hào)得知。一旦無(wú)線電信號(hào)中斷，地面就沒(méi)法跟“天問(wèn)一號(hào)”進(jìn)行對(duì)話，也就無(wú)法指揮“祝融號(hào)”火星車進(jìn)行科研探測(cè)。簡(jiǎn)而言之，它放假了！
但雖有假期，“天問(wèn)一號(hào)”還有“作業(yè)”。
褚英志介紹，在日凌期間，地面對(duì)“天問(wèn)一號(hào)”的狀態(tài)一無(wú)所知，這對(duì)“天問(wèn)一號(hào)”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(duì)探測(cè)器的在軌狀態(tài)是有數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)積累的，因此在“失聯(lián)”期間，探測(cè)器經(jīng)歷的外部環(huán)境條件是可預(yù)估的。
其次，探測(cè)器可針對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)采取規(guī)避措施，并根據(jù)預(yù)估的環(huán)境條件，在進(jìn)入日凌前對(duì)探測(cè)器的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)設(shè)置，將整個(gè)探測(cè)器狀態(tài)調(diào)整至相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠的“安全模式”。
第三，探測(cè)器擁有自主管理能力，在日凌期間對(duì)器上系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，如果發(fā)現(xiàn)異常情況將按事先制定好的預(yù)案進(jìn)行自主處置，保證探測(cè)器在出日凌后正常與地面建立通信鏈路。
結(jié)束讓地球人找不到的“宇宙假期”后，“天問(wèn)一號(hào)”與地球之間的測(cè)控通信恢復(fù)正常，天問(wèn)一號(hào)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(cè)，獲取火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造、表面物質(zhì)成分與土壤類型分布、大氣電離層、火星空間環(huán)境等科學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)兼顧火星車拓展任務(wù)階段的中繼通信。
編輯 | 宗華
排版 | 志海