天问一号第一次中途修正

 

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作者:杨超

上一篇博文讨论了我国天问一号火星探测器从发射到箭器分离的轨迹。

分离后,天问一号就基本只在太阳(和地球等)的引力作用下飞行。有不少业余和半职业的天文爱好者和无线电爱好者都从太空中捕捉到了天问一号,由此还计算出天问一号的轨道根数。不过由于火星探测器比起近地小行星小多了,随着天问一号离地球越来越远,业余人员很难再观测到。

人造航天飞行器被业余天文爱好者观察到是常见的事情。我国的嫦娥二号完成原定任务后,从日地拉格朗日点L2再次变轨,执行在距离地球约700万公里外飞掠小行星的任务时,也曾被不明真相的业余爱好者观测到。

据报道,8月2日7点0分,北京航天飞行控制中心对天问一号执行了第一次轨道中途修正(trajectory correction manoeuvre,简称TCM)。由于长征五号非常精准地把探测器送入了预定轨道,这次修正的主要一个目的考察发动机的在轨工作情况。

天问一号继续着火星之路的漫漫征程。

 

这次,我国使用重型运载火箭(重型一般指具有把20吨以上送到LEO的能力的火箭)长征五号第一次执行正式任务(之前的长五发射均带有试验性质),把重达五吨的探测器直接送入地火转移轨道,为人类有史以来发向火星的所有探测器中最重的一个。而同期发往火星的阿联酋和美国的探测器因为相对较轻,所以均使用了中型运载火箭。阿联酋用的是日本的H-IIA火箭,美国则是宇宙神五号(Atlas V)火箭。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(宇宙神五号)

 

 

 

我国的长征五号运载火箭在世界上现役的火箭中,运载能力排行第三,仅次于美国ULA公司的德尔塔4重型(Delta IV Heavy)和美国SpaceX公司的 Falcon Heavy 火箭。略强于欧洲的阿丽亚娜5(Ariane 5)火箭和SpaceX公司的Falcon 9。此外,俄罗斯也有质子号(Proton)和安加拉号(Angara)两款运送能力差不多的重型火箭。现役的低轨道运送能力超过20吨的火箭就以上几种了。把Falcon 9/Heavy算成一种火箭的两种变形(长征5号也有长征5号B的变形),即全球只有6款在役的重型火箭。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

前些天北京时间8月16日,欧洲在南美法属圭亚那发射阿丽亚娜5号火箭,把三颗卫星共近10吨送入地球同步转移轨道(GTO)。法属圭亚那在北纬5度左右,发射地球同步卫星是极为理想的位置,基本上就是直接向东飞就行了。但地球同步轨道(GEO)的高度为36000公里左右,火箭一般不把卫星送那么远,而是先把卫星送入大椭圆的地球同步转移轨道,再由卫星自己在这个GTO轨道的远地点恰当地变轨进入地球同步轨道。有时也会有利用上面级把卫星直接送入GEO轨道的。

下面是这次阿丽亚娜5发射官方手册中的飞行轨迹示意图。注意此图的星箭分离的位置不正确。从此图上看,似乎火箭绕地一周才完成分离,实际上大概向东飞到非洲或印度洋上空就依次完成了3颗卫星的分离了。

三颗卫星中,最后分离的是属于日本B-SAT公司的用于电视信号放送卫星,据该公司的公告,卫星在火箭点火后47分钟分离(此时火箭显然还没有绕地球半圈),将于8月25日才调整到地球同步轨道。

 

 

 

下图是该火箭飞行在地球表面的投影轨迹。其中显示了5个地面测控站,还有3颗卫星依次分离的位置。

 

 

 

 

 

 

下图是 ESA 在肯尼亚的马林迪(Malindi)测控站的天线。一般火箭发射和卫星的测控中,10来米的天线就绰绰有余了。我国在神舟飞船等任务中,也租用过马林迪的天线。

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