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天问飞抵火星,这里的年夜静悄悄——记天问一号火星探测器飞控试验队
来源:中国航天报     日期:2021年02月20日    字体:【】【】【

和往年相比,一个略显“安静”的中国春节悄然而至。

除夕前夜,北京航天城里灯火通明,很多人也在安静地等待中国首次火星探测任务的又一个重大节点到来。

“一切都在按计划进行”——这是航天人经常挂在嘴上的一句话,也是他们爱听的一句话。

2月10日19时52分,在太空飞了半年多的天问一号火星探测器顺利实施制动,被火星引力场捕获,开始环绕火星飞行,与原定的飞行时序一天不差。

虽是节点和节日交汇,但对于中国航天科技集团有限公司天问一号火星探测器飞控试验队员来说,喜悦只持续了片刻。他们是“天问一号”的地面“舵手”, “天问一号”每一个飞行动作的完成,都离不开他们的精准操控。

“虽然我们在前期准备很充分,但没有飞过火星轨道,没有经验可以借鉴,真是一点都不敢松懈。”飞控试验队负责总体工作的董捷说。

哪个时间点做什么动作,必须倒背如流

从“天问一号”发射成功开始,测控的状态、接收信号的强弱等都处于动态变化中。飞控试验队要做的就是监测探测器上产品状态是否符合预期、一切正常,每时每刻都不能掉以轻心。

2月初,飞控试验队便进入了24小时不间断监测的工作模式,所有岗位的队员每12小时才进行一次换班。

“‘天问一号’上的很多产品都是新研的,实行自主控制和自主管理,从设计到实施再到任务执行,过程比较复杂。”数管分系统主任设计师赵蕾坦言,尤其是地火最远距离4亿公里,要处置很多新问题。

赵蕾已经到了退休的年龄,为了探火任务,她带领年轻的技术骨干再次冲上了飞控一线。

通俗来讲,数管分系统就是星载计算机,相当于“天问一号”的“大脑”。 “因为探测器距离地球很远,我们发一个指令上去,到探测器接收,再到传回地面,最长约40分钟。”赵蕾说,这对飞行程序及指令计划的监测工作来说是严峻的考验。

从2月3日开始,整个数管团队实行倒班制,对接收到的数据进行反复校核,迎接近火捕获的关键时刻。

数管分系统副主任设计师兰天这样形容他们的工作状态:探测器在哪个时间点要做什么动作,必须倒背如流,快速识别可能威胁到探测任务的任何可疑现象,判断探测器飞行是否正常。

同样是因为通信时间延长,向艳超带领的热控分系统团队要根据已有的热控数据提前做判断,保证后续动作有“据”可依。

“我的工作就像给探测器量体温。”向艳超说,通过遥测数据监测,判断器上温度环境是否满足需求,设备能否正常工作。在-20摄氏度到55摄氏度的范围内, “天问一号”都能正常工作。目前探测器温度水平维持在10摄氏度左右,处于比较舒服的状态。

每一步操作、每一个指令都要万无一失因为距离太远,探测器如果出现突发状况,要靠地面飞控试验队来紧急处置是根本来不及的。 “这就要求每个分系统确保每一步操作、每一个指令都要万无一失,不能有任何风险。”董捷说。

每当到变轨或成像等关键动作节点时,探测器飞行姿态变化比较大,飞控监测强度也随之增大。为做好指令校核,试验队员开发设计了一款指令比对软件,既能提高效率,又能保证正确性。

董捷特别提到了试验队里的“轨道岗”。轨道是航天器在太空中的生命线,而牢牢掌握这条生命线的就是轨道岗。为了这次近火捕获,轨道岗在两个月前就开展了轨控策略深化分析。

其实这些队员不需要长时间待在岗位上,但他们每天都自发地来到飞控中心,主动做数据复核确认工作,制定故障应对策略——确保在不同的故障下都能从容应对,实现过程既安全又节省推进剂。看到这一幕,董捷很感慨。

记者了解到,尽管各个分系统都做了故障预案,但目前一项故障都没有发生,设计的可靠性得到了验证。

在近火捕获关键动作到来之前,飞控试验队员密切注视着不断变化的数据和众多曲线,有些岗位经常要在深夜凌晨开展监测工作。有队员说,值班是个考验,需要一直保持充沛的身体状态,还要有坚强的毅力。

接下来还有更严峻的考验等着飞控试验队。预计今年5月~6月,着陆巡视器将降落到火星表面。向艳超表示,进入火星大气层时,热控系统将面临外部气动加热、内部设备全体开机工作的双重压力,要应对上千摄氏度的高温考验。

临近春节,飞控试验队统一在飞控中心过年,大家准备除夕夜一起包饺子。队员的家属已经收到了五院发来的慰问信,还有对联,工会的同志平时也经常为他们送去瓜果蔬菜。

“有组织安排,我在岗位上很安心。”向艳超说。(苗珊珊 胡蓝月 陈立)

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