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“不在服务区”一个月天问一号经历了啥?
发布时间:2021-11-22        浏览次数: 次        

  地球、火星运行到太阳的两侧且三者近乎处于一条直线月下旬开始,天问一号与地球的通信受到太阳电磁辐射干扰,出现不稳定甚至中断。日凌期间,天问一号和祝融号进入自主运行模式,暂停科学探测工作。

  天问一号探测火星的一举一动,备受关注。国家航天局22日最新消息,日凌现象近日已经结束,探测器与地球之间的测控通信恢复正常,通过遥测数据判断,天问一号日凌期间状态正常,安全度过首次日凌。环绕器将于11月初进入遥感使命轨道,开展火星全球遥感探测,获取火星形貌与地质构造、表面物质成分与土壤类型分布、大气电离层、火星空间环境等科学数据,同时兼顾火星车拓展任务阶段的中继通信。那么,什么是日凌?天问一号是如何度过日凌的?

  传统意义上的日凌,是针对通信卫星提出的。通信卫星一般位于赤道上空,距离地球36000千米轨道高度的地球同步轨道上。而每年的春分和秋分时节,太阳也刚好直射地球赤道。因此从地球上看,太阳恰好与通信卫星重合。

  太阳每时每刻都在发射大量的杂乱无章的无线电信号,而用于接收卫星信号的天线,实际上也会接收到来自太阳的信号。而在强大的太阳面前,卫星信号犹如烛火般不值一提。虽然现在的天线指向精度很高,但来自太阳的无线电信号将不可避免地干扰正常的通信卫星的信号,这会导致地面接收出现异常。

  而在探测火星时,探测器是绕火星飞行的,从宏观上看,探测器的空间位置与火星重合。那么,当火星被太阳挡住,或者说被太阳光完全淹没的时候,探测器自然也将被太阳遮挡。根据太阳系天体运动的规律,2021年自9月下旬至10月中旬,天问一号处在日凌阶段。

  天问一号目前与地球的距离约4亿千米,即使以光速飞行也要20多分钟才能到达。天问一号距离地球如此之远,人们对它的状态只能通过无线电信号得知。出现日凌现象,探测器与地球之间的联系将受到太阳的显著影响,甚至有可能发生信号中断。一旦无线电信号中断,地面就没法跟天问一号进行联络,也就无法指挥祝融号进行科研探测。

  简而言之,太阳是一个巨大的辐射源,当它出现在地面站和探测器通信链路上时就会影响通信,因此,此次天问一号和祝融号“失联”了一个月。

  在日凌期间,地面对天问一号的状态一无所知,这就对天问一号的自主控制能力提出较高要求。由于地面控制人员有数据和经验积累,因此在“失联”期间,天问一号经历的外部环境条件是可预估的。

  为了保证在轨飞行安全,天问一号环绕器团队于2021年9月中旬对环绕器的工作模式进行了调整。在完成全面状态检查后,通过地面指令将环绕器设置为自主安全稳态管理模式,即“日凌模式”,以应对器地失联情况。在进出日凌期间,地面每天接收环绕器状态遥测,一方面判定环绕器在轨状态,一方面判定太阳对器地通信的干扰。

  随着火星、地球与太阳相对位置的移动,环绕器对地无线通信经历了受到干扰、出现中断、逐渐恢复的过程。2021年10月中旬,器地通信恢复,任务团队开始了状态评估工作。经仔细分析与确认,环绕器状态良好。日前,任务团队通过地面发令形式,正式将器上状态设置为“出日凌”。这标志着天问一号环绕器顺利完成了一月有余的全自主飞行,圆满通过了日凌考验。

  中国航天科技集团八院天问一号环绕器副总指挥褚英志表示,火星探测日凌是一个自然现象,日凌也为行星探测技术积累了一定经验。安全度过第一个日凌的天问一号和祝融号让大家更加充满信心。