在2021年春節期間，我國首次自主火星探測任務完成了一件大事，中國航天科技集團抓總研製的天問一號火星探測器抵達火星軌道，順利實施制動點火，正式成為首個來自中國的火星人造衛星。
在這次事件中，作為實現火星捕獲主要擔當的天問一號火星環繞器，由中國航天科技集團八院抓總研製，不僅完成了俗稱“剎車”的制動點火，還利用隨身攜帶的一堆“小傢夥”儀器設備，記錄了天問一號抵達火星軌道過程中的影像。
2月12日，國家航天局對外發布中國首次火星探測任務天問一號探測器火星捕獲過程影像。根據影像，天問一號的太陽翼、定向天線，以及火星大氣層、表面形貌清晰可見。實施此次拍攝任務的工程測量分系統，就是火星捕獲大片背後的“攝影師”，由中國航天科技集團八院509所設計研製。
（天問一號探測器火星捕獲過程效果圖。中國航天科技集團八院 供圖）
中國首次火星探測任務探測器系統副總指揮兼環繞器總指揮張玉花表示，為做好天問一號在軌工作狀態的可視化監視，八院火星環繞器工程測量團隊專門設計了一套由多個“質量小、個頭小、能耗小”的“小塊頭”組成的工程測量分系統，包括固連遙測探頭、近距離遙測探頭和國旗，而實施此次捕獲過程拍照的，便是其中的固連遙測探頭的兩個固連測量傳感器。
她告訴記者，在實施火星捕獲制動點火前，天問一號需要將自身的姿態調整至點火姿態，點火完畢後再恢復至對日巡航姿態。環繞器團隊對該過程中探測器與火星相對位置精細分析後，發現在建立姿態過程中，火星分別可以進入回拍測量傳感器的視場之中，在制動點火期間火星可以進入固連測量傳感器的視場之中。
經過商討和科學分析，環繞器團隊決定利用這兩組“小塊頭”記錄火星捕獲這個大事件。監視相機完整記錄了火星進出視野、發動機點火後探測器輕微震動和探測器從火星白天飛入黑夜的過程。
（天問一號探測器火星捕獲過程影像的截圖，火星大氣層、表面形貌清晰可見。國家航天局 供圖）
張玉花表示，自我國首次自主火星探測工程立項以來，如何做好天問一號在軌飛行可視化監測就成為了研製團隊面對的重要任務之一。八院火星環繞器工程測量團隊結合全飛行過程，設計了太陽翼展開、定向天線展開、地月拍照、太空自拍、火星拍照、器器分離過程等監測任務。
據她介紹，既要實現如此多的監測任務，又要保證質量、功耗、體積等資源需求小，團隊在充分利用環繞器已配置的高分相機、中分相機、光學導航敏感器等拍照設備基礎上，專門研製了一組“小塊頭”組成的工程測量分系統。
這其中，固連遙測探頭是一種分佈式佈局、集中控制式的相機系統，由控制模塊和三個固連測量傳感器組成。三個固連測量傳感器依據太陽翼、定向天線、著陸巡視器的位置進行佈局安裝。由於火星探測的距離遠、通信延時大等約束，研製團隊採用全自主成像控制理念完成固連遙測探頭設計。
張玉花表示，只要固連遙測探頭加電，三個固連測量傳感器可以在無地面指令操控下自主完成相應成像監測任務。在飛向火星的旅程中，固連遙測探頭一路監測天問一號的狀態，完成了太陽翼展開過程、定向天線展開監測，在定向天線展開到位的同時拍攝到了地球。
近距離遙測探頭由控制線路盒、分離測量傳感器和回拍測量傳感器組成。分離測量傳感器就是完成天問一號全貌拍攝及國旗自拍的那個“小塊頭”。
2020年10月1日，在舉國歡度國慶、中秋雙節之際，國家航天局發佈我國首次火星探測任務天問一號探測器飛行圖像，圖上的五星紅旗光彩奪目，呈現出鮮豔的中國紅。這是我國天問一號探測器首次深空“自拍”，茫茫宇宙中銀色的著陸巡視器和金色的環繞器熠熠生輝，天問一號以此向祖國報告平安，表達生日祝福。完成這一拍攝的，正是分離測量傳感器。
（2020年10月1日，天問一號發回首次“自拍”，向祖國報告平安。國家航天局供圖）
有別於分離測量傳感器，回拍測量傳感器安裝於火星環繞器本體、無法實施分離，但配置了100°的超大視角，以儘可能的拍攝鏡頭中看到的一切。
張玉花表示，在接下來的飛行中，八院火星環繞器工程測量分系統將繼續開展任務，持續監測太陽翼、定向天線的運行情況監測，實施器器分離過程可視化監測，繼續為“天問一號”的探測之旅保駕護航。
她還透露，後續，天問一號探測器會邊環繞邊完成拍照任務，開展預選著陸區探測，計劃於2021年5月至6月擇機實施火星著陸。
來源：中國青年報客戶端
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