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天问之路(2) | 论自拍,我从来没输过(下次场面更震撼!)

2020-10-18 17:56 作者:我们的太空  | 我要投稿


今年祖国母亲生日,天问一号的贺礼想必大家都了解,那就是一张独一无二的国旗自拍照。#天问一号#火星探测器首次深空“自拍”,是鲜艳的中国红

自拍可不是现在年轻人的专利,天问一号也自带了拍照“神器”——分离测量传感器。它由成像装置、WIFI通信装置和分离装置构成,不但能成像而且数据可以远距离传输。拍照时分离测量传感器从天问一号上被“扔出去”,在对探测器拍照后把结果通过WIFI发送给天问一号本体,要比自拍杆厉害多了。

自拍是个技术活,有的人会直接选择相机的自动模式,只管按快门即可,还有的“发烧友”,不仅自己设计拍照角度,还会结合光线选择功能参数等。

想要让2000多万公里外的天问一号完成自拍,“飞控摄影师”同样也面临着两难抉择——是选择自动曝光,一切交给分离传感器自动拍照,还是根据分离姿态、速度、太阳光照强度、光入射角度,由地面设计出一套完整的手动拍照流程来实现呢?

犹豫不决并不是飞控人的办事风格,但做决定也不是拍脑门,理工科的思维就是要用试验数据来说话。为了追求最优效果,在正式分离拍照前,北京中心和探测器系统相机研制专家预先做了一次手动拍照试验。计算太阳入射角度、光照强度,考虑分离姿态偏差、分离速度、分离时长等因素都被考虑在内,再经过严谨计算和星上试验后,定下来了,就采用“手动拍照”!

晚上10点,“自拍”开始,“相机”被天问一号扔了出来。一旦出手,相机也许会翻转,万一拍不到探测器怎么办?这些也都提前被考虑在内,“相机”采用正反双摄像头的设计,确保相机在翻转过程中也能尽可能多地拍摄。

2个小时后,拍照数据回传到北京中心。面对这一串串的二进制数据,还需要图像数据处理工程师“翻译”成我们所见的照片。此时大家如同拍照后冲洗照片的摄影师,在暗房里满心期待着自己的作品。可偏偏此时图像处理软件出了小问题,迟迟解析不出图像,大家焦急等待之余又多了一些担心——难道数据有问题?那样的话可就功亏一篑,什么照片都得不到了!

时间一分一秒过去,转眼已是凌晨2点,大家毫无困意,依然围绕在图像处理电脑周围不愿离开。突然,图像工程师大叫一声“有了!”一张、两张、三张……可是出现的画面都不理想,大家点燃的热情又冷却了下来。继续解码筛选,终于,逐渐出现了更加清晰的画面,那个大家熟悉又遥远的天问一号探测器呈现在屏幕上,国旗红尤为耀眼!现场的每个人都如释重负,激动雀跃、难以平静。

这次拍摄出片率很高,取得了上百张的成果。“飞控摄影师”精心挑选了一张五星红旗最鲜艳的为礼物,代表来自深空的问候,在伟大祖国生日之时送给全国人民最“高深”的祝福。 


决定成败的0.26度

国庆假期刚结束,天问一号又有大动作——深空机动,到底什么是深空机动呢?

深空机动是深空探测轨道设计优化中一种常用的方法,但其实在火星任务中它并不常见。在我国首次火星探测任务中使用深空机动,在世界上也是创新之举。通过深空机动的方法,可以有效解决我国发射场地理位置因素和发射方位角等约束,成功克服运载力不足的难题。

深空机动的控制调整的幅度不大,但精度非常高,它仅仅是让天问一号的轨道倾角相对黄道面抬高了0.26度,可就是这微小的0.26度,却可以说决定了天问一号的命运如果没有做出此次调整,天问一号将无法在预定近火点被火星捕获,甚至会距离火星超过300万公里的距离。在这个距离之下,意味着天问一号就脱离了火星引力范围,更没有火星捕获一说了。 

深空机动轨道示意图

因此,无论是第一次还是第二次轨道修正,轨道团队都采用了与深空机动联合控制的优化策略,在这个策略之下,我们的3000N发动机得以在8月2日第一次轨道修正中大展身手,借此机会对主发动机做了精确标定,也让大家在这次深空机动和以后的近火捕获都更有信心了。 

10月9日晚上23时许,飞控大厅的话筒里终于传来北京总调度鲍硕的声音,“根据北京遥测数据判断,天问一号火星探测器深空机动控制正常结束”,现场爆发的热烈掌声通过话筒传到了轨道机房。也就是在这里,轨道团队的工程师们夜以继日,根据天问一号的定轨数据复核计算,瞄准近火点这个目标做着规划设计,来决定它以什么样的姿态、沿着什么样的道路前进。

尽管深空机动已经宣布结束,但他们仍在密切监视评估轨控执行效果,而这也会一直是轨道团队的常态,只要天问一号一天没有抵达火星,他们一刻也无法松懈。

北京中心现场工作人员

未来几个月,这些奔火路上的“神算子”还要继续“精打细算”,护送天问的长途旅行,至于旅途中还会有哪些故事,我们先剧透一波:这次拍照神器叫做分离传感器A,那么分离传感器B要拍些什么呢?

悄悄告诉你,下次拍照的场面更加震撼,还不快搓搓小手当好吃瓜群众,一起期待“飞控摄影师”们的后续作品。



作者 | 支全全、陈莉丹、宋星光

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