新華社記者 胡喆 宋晨
2022年7月23日是天問一號任務發射兩周年的日子，天問一號火星環繞器傳回火衛一影像。
【資料圖】
據國家航天局最新消息，近期，天問一號運行團隊抓住環繞器與火衛一距離較近的時機，利用高分辨率相機對火衛一成像，獲得了“滿月”狀態的清晰影像。
中國首次拍攝火衛一“全身照”
火衛一、火衛二是火星的兩顆天然衛星，火衛一是其中個頭較大的，它外形不規則、沒有大氣，是太陽系中距離主星最近的一顆衛星。科學界對于火衛一的起源存在爭議，有些科學家認為，火衛一可能是一顆被火星引力捕獲的小行星。
中國航天科技集團八院天問一號火星環繞器研制團隊專家介紹，由于火衛一的特殊性，世界上有多個國家實施或提出過火衛一探測任務。本次火星環繞器對火衛一探測是中國首次實施火衛一成像探測，首次近距離獲取了火衛一的一手科學數據，為科學家開展火衛一地形地貌、運行規律等研究提供了珍貴數據，為我國行星探測工程積累了寶貴經驗。
圖為天問一號環繞器獲取的火衛一高清影像。（國家天文臺供圖）
記錄一次6秒左右的“邂逅”
據了解，研制團隊在對火星環繞器飛行軌道與火衛一飛行軌道進行研究分析后，發現火星環繞器存在多次飛越火衛一的機會。結合環繞器成像類科學載荷的能力，團隊完成火衛一成像探測任務的可行性評估，確認采用高分辨率相機實施成像探測。受限于光學成像系統分辨率與視場的約束，為了實現高分辨率成像，高分辨率相機視場較小。
經分析，本次成像機會中，火衛一幾乎占滿了高分辨率相機的視場。這意味著稍有偏差火衛一便會偏出相機視場，這對火星環繞器姿態指向控制能力提出了極高的精度及穩定度要求，也對成像任務策略準確度提出極高要求。
因此，拍攝過程中，飛控團隊和研制團隊都做了充分準備和精確計算。
“這相當于攝影師扛著照相機一邊跑步，一邊給另一個高速運動的物體拍照，而且相機的視場還很小，難度可想而知。”中國航天科技集團八院天問一號火星環繞器副總師朱慶華介紹。
專家表示，處于快速飛行過程中的環繞器和火衛一，在周期性的“相遇”時刻，即便將整個視場的中心完全對準火衛一，那么從火衛一進入視場到飛出視場也只有6秒左右的時間，如果環繞器角度稍有偏差，則有可能連火衛一的身影都看不到。
為保證任務順利實施，研制團隊針對高分辨率相機指向到平臺姿態控制量的轉換進行了多方比對及逐個環節確認。在任務實施過程中，火星環繞器首先完成姿態機動，將高分辨率相機光軸精準瞄準目標區域，靜候火衛一飛越。在預期的飛越時間，火星環繞器利用高分辨率相機實施連續拍照。拍攝完畢后，火星環繞器進行姿態調整，恢復至巡航飛行姿態，并將成像數據通過定向天線傳輸至地面。
“可以說，為了獲取這一瞬間的火衛一影像，算得準、指得穩、控得住、拍得好，缺一不可。”朱慶華說。
持續開展全球遙感探測
自2020年7月23日成功發射入軌，天問一號火星環繞器完成202天4.75億公里的深空飛行，于2021年2月10日抵達火星，成功實施捕獲制動進入環繞火星軌道。
在環火軌道上完成3個月的預選著陸區詳查探測后，火星環繞器于2021年5月15日完成降軌機動、器器分離，將著陸巡視器送入著陸火星軌道，隨后升軌至停泊軌道執行著陸過程中繼通信任務。
完成著陸火星任務后，火星環繞器變軌至中繼軌道，開展火星車中繼通信任務。2021年11月8日，火星環繞器實施第五次近火制動，準確進入遙感使命軌道，開展全球遙感探測。2022年6月29日，火星環繞器獲取了火星全球中分辨率影像數據，各科學載荷均實現了火星全球探測，完成既定科學探測任務。
目前，天問一號火星環繞器運行在遙感使命軌道上，運行穩定、狀態良好。后續，火星環繞器將繼續開展全球遙感探測，并將擇機開展拓展技術試驗，為相關任務開展先期技術驗證。
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