預計年三十前後接近火星 「天問一號」探測器將開啟「環火」之旅

撰文:林芷瑩
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中國首次火星探測任務備受外界關注。新華社今日(2月3日)引述中國航天科技集團有限公司指,「天問一號」探測器總飛行里程已超過4.5億公里,距地球約1.7億公里,預計本月10日,即年三十(11日)前後進行近火制動,開啟環繞火星之旅。

中國科學院上海天文台天馬65米射電望遠鏡,為目前亞洲最大的全可動射電望遠鏡,亦是VLBI深空測控網的核心。(影片截圖)

中國科學院上海天文台研究員劉慶會表示,天問一號即將抵達火星,「超級望遠鏡」(甚長基線乾涉測量,Very Long Baseline Interferometry,VLBI)測定軌到了關鍵時刻,需於本月連續觀測28天,以支持完成近火捕獲等各種動作。

VLBI由位於北京站、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,相當於將幾個小型望遠鏡聯合起,在分辨率上達到口徑為3000多千米的巨大綜合口徑射電望遠鏡的觀測效果。據了解,VLBI測軌分系統會參與「天問一號」地火轉移、火星捕獲、離軌著陸等階段的測定軌任務。

長征五號遙四運載火箭成功發射升空,將天問一號探測器送入預定軌道,展開火星探測之旅。(中新社)

劉慶會透露,目前「超級望遠鏡」團隊已經觀測「天問一號」近100次,測量精度達到0.1納秒。其觀測的方式,是通過中國四地組成的「超級望遠鏡」,再以銀河系外的射電源為參照物探知探測器的位置。

他解釋,由於火星、地球不斷轉動,探測器同時不停移動,因此「高精度測定軌」十分重要,需要每時每刻準確知道探測器相對於地球、火星的位置,才能確保探測器一直往正確方向飛行。而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」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」,因此有利於團隊計算探測器到達地球望遠鏡的各種延遲。

據了解,「超級望遠鏡」已參加過「月球探測任務」,但劉慶會指出,本次為火星探測「護駕」仍有一定難道。首先,火星最遠時距離地球超過4億公里,約等於地球與月球距離的1000倍,即使在火星捕獲階段時,探測器距離地球亦有約1.9億公里,因此團隊研發了數十台套軟件和硬件,大幅度提高測量精度。

其次,「天問一號」在2月將進行多次軌道修正,而後被火星捕獲,但捕穫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2月1日至2月28日連續觀測。

最後,由於火星上已有美國、歐洲的火星探測器,「超級望遠鏡」需要更準確從中識別中國探測器的信號,予以觀測,並克服信號相互干擾問題。另外,團隊還需要估算探測器移動至火星背面的階段,以合理安排觀測,盡快捕獲信號。

(新華社/中國新聞網)