信标、战衣、慧眼……看看天问一号的中科院元素

 
 
信标、战衣、慧眼……看看天问一号的中科院元素  
 

7月23日，中国文昌航天发射场，长征五号遥四运载火箭乐成发射火星探测器“天问一号”。“中国航天”四个字让这个夏天倍加“热情”。

火星被认为是全球最为热门的行星“观光地”。本年七八月，短短几周时间里，太阳、地球和火星成一条直线，地球与火星之间的间隔最短，是火星探测器发射的最佳机缘。假如错过，大概要再等26个月。

绝佳的发射机缘也激发了全球新一轮火星探测的高潮，美国、阿联酋、中国、欧盟及俄罗斯不谋而合发布了火星探测器发射打算。阿联酋的“但愿”号7月20日发射升空，而欧盟及俄罗斯的ExoMars 2020已于本年3月公布推迟到 2022 年发射。

火星探测项目是我国继载人航天工程、探月工程之后又一重大空间摸索项目，也是我国首次开展的地外行星空间情况探测勾当。天问一号将一次性实现环抱、着陆和巡视任务，别离由环抱器、着陆巡视器完成。中国科学院上海天文台（以下简称上海天文台）、中国科学院上海有机化学研究所（以下简称上海有机所）、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院上海技能物理所（以下简称上海技物所）、中国科学院上海光学紧密机器研究所（以下简称上海光机所）等包袱了部门攻关事情。

做天问一号的信标

对比月球探测，火星探测任务更像是“长跑”。火星间隔地球的最远间隔为4亿公里，是地月间隔的1000倍，更远的间隔对探测技能提出更高的要求。

自上世纪60年月以来，全球各京城连续发射了不少火星探测器。停止今朝，只有美国NASA的“好奇”号乐成发射并着陆。

在火星探测进程中，甚长基线过问干与丈量技能（VLBI）发挥着重要浸染。简朴来说，VLBI就是把几个小望远镜连系起来，到达一架超大望远镜的视察结果，担保足够高的判别率，满意地火转移段、火星捕捉段、停泊段、离轨着落段、科学探测段等各个航行段的丈量和轨道计较等任务的需要。

中国科学院上海天文台研究员刘庆会先容，VLBI对与视线垂直偏向上的探测器的位置变革有很高敏捷度，出格是在地火转移段、近火制动段等测定轨难度较大的测控弧段的优势明明。但远间隔也意味着信号传输时间更长，信号的衰减也愈发猛烈。“信号的衰减或导致时延，激发多米诺骨牌效应。”

他举例，VLBI时延丈量误差1纳秒（0.3米），在3000千米的基线长度上，对数亿千米远的火星探测器的与视线垂直偏向的单点测轨误差约为几十千米，远大于视线偏向约5 米的测距误差。

VLBI时延丈量精度的提高是火星探测器测定轨精度提高的要害。上海天文台迎难而上，包袱了VLBI测轨分系统研发任务，组建了一支由百余位技能人员构成的试验队，并将火星探测VLBI测定轨定为本年的一号任务予以重点保障。

为了提高VLBI测定轨的精度，VLBI测轨分系统共新研发了数十台套软件和硬件，别离部署于全国4个测站和VLBI中心。中国科学院上海天文台研究员洪晓瑜暗示，这些软件和硬件的研发，可以或许进一步提高视察装置的丈量精度和靠得住性、大气和电离层时延的纠正精度，更好地完成火星探测器的VLBI测定轨任务。

作为天问一号的信标，VLBI测轨分系统的测角精度可以到达百分之几角秒，甚至更高，及时任务将一连到2021年。

停止天问一号发射前，VLBI测轨分系统先后完成了各测站星地对接尝试、VLBI中心与各测站设备安装与调试、测站巡检等任务，具备了执行首次火星探测VLBI测定轨任务的本领。

设计一套能调控温度的“战衣”