“天問一號”除夕前後剎車

【本報綜合報道】據中新社、香港中通社三日消息：中國首次火星探測任務“天問一號”探測器總飛行里程超過四點五億公里，距地球約一點七億公里。預計二月十日左右，也就是農曆除夕前後，“天問一號”將進行近火制動（俗稱“剎車”），開啟環繞火星之旅。

“超級望遠鏡”觀測

“天問一號”探測器於去年七月二十三日在中國文昌航天發射場由長征五號運載火箭發射升空，開啟奔向火星的征程，目前已成功完成地月合照、探測器“自拍”、三次中途修正、深空機動、載荷自檢等工作。按計劃，“天問一號”探測器預計二月十日左右在臨近火星後實施近火制動，被火星捕獲，進入環火軌道，成為火星的一顆衛星，為着陸火星作準備。

中國科學院上海天文台研究員劉慶會受訪時透露，目前“超級望遠鏡”團隊已經觀測（“天問一號”探測器）近一百次，測量精度達到○點一納秒，其觀測的方式是：通過中國四地組成的“超級望遠鏡”，以銀河系外的射電源為參照物，探知“天問一號”探測器的位置。他解釋，這些射電源經天文學家幾十年的測量，位置準確已知，並且與“天問一號”探測器相對於地球的方位角離得較近，其信號幾乎以同路徑到達“超級望遠鏡”，有利於團隊計算探測器到達地球望遠鏡的各種延遲。

據介紹，“超級望遠鏡”實際上名叫VLBI（Very Long Baseline Interferometry，甚長基線干涉測量）測軌分系統，由北京站、上海站、昆明站和烏魯木齊站以及位於上海天文台的VLBI數據處理中心組成，這樣構成的望遠鏡相當於把幾個小的望遠鏡聯合起來，在分辨率上達到口徑為三千多公里的巨大綜合口徑射電望遠鏡的觀測效果。VLBI測軌分系統參與“天問一號”地火轉移、火星捕獲、離軌着陸等階段的測定軌任務。

劉慶會說，“高精度測定軌”十分重要，比如從地球出發到火星的巡航階段，火星在“跑”，地球也在“轉”，探測器還要往前“跑”，因此需要每時每刻準確地知道探測器相對於地球、相對於火星的位置，才能確保探測器一直往火星方向飛，而不是飛偏了。

探火護駕三大難度

儘管“超級望遠鏡”已參加過“月球探測任務”，但劉慶會告知，此番“火星探測護駕”仍有其獨特難點。

難度一，距離遙遠。“超級望遠鏡”已參加過嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號和嫦娥五號的測定軌任務，但火星探測任務像長跑，火星最遠的時候距離地球超過四億公里，約是地月距離的一千倍。劉慶會告知，即便是火星捕獲階段，探測器距離地球也有約一點九億公里，與探月任務時的三十八萬公里距離相差大概五百倍，“一個小角度的測量誤差，對應到月球的位置誤差可能不大，但對應到火星的位置誤差就非常大了，難點就在於這裡，因此我們研發了數十台套軟件和硬件，大幅度提高測量精度。”

難度二，動作複雜。劉慶會說，“天問一號”探測器在二月將進行若干次軌道修正，而後被火星捕獲，但捕獲後並非直接進入一個最終軌道，而是需要經過多次變軌和捕獲等複雜動作，逐步縮小橢圓軌道，因此“超級望遠鏡”需要在二月一至二十八日連續觀測，工作人員每天要觀測十幾個小時。

難度三，國際“視野”。劉慶會說，被火星捕獲後，“天問一號”的觀測還將增加難度，因為那裡已有美國、歐洲的一些火星探測器，“超級望遠鏡”需要更加準確地從中識別中國探測器的信號，予以觀測，並克服信號的相互干擾問題。另外團隊還需要估算探測器“跑”到火星背面的階段，以合理安排觀測，盡快捕獲信號。