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“天問一號”剛剛成功“剎車”，被火星捕獲。

2月10日19時52分，中國首次火星探測任務天問一號探測器實施近火捕獲制動，環繞器3000N軌控發動機點火工作約15分鐘，探測器順利進入近火點高度約400千米，周期約10個地球日，傾角約10o的大橢圓環火軌道，成為我國第一顆人造火星衛星，實現“繞、著、巡”第一步“繞”的目標，環繞火星獲得成功。后續，天問一號探測器還將經過多次軌道調整，進入火星停泊軌道，開展預選著陸區探測，計劃于2021年5月至6月擇機實施火星著陸，開展巡視探測。

“火星制動捕獲”是指探測器在抵近火星時，通過主發動機長時間點火，使得在行星際空間高速飛行的探測器大速度增量減速，從而能夠被火星引力場捕獲，進入繞火軌道。“火星制動捕獲”也是整個探測任務中技術風險最高、難度最大的環節之一。制動捕獲的機會有且僅有一次，關系著整個工程任務的成敗。

圖片來源：中國探月工程微信號

自去年7月23日成功發射以來，天問一號探測器已累計飛行202天，完成1次深空機動和4次中途修正，抵達火星時探測器飛行里程約4.75億千米，距離地球約1.92億千米。其中，甚長基線干涉測量（VLBI）測軌分系統參與了對“天問一號”的測定軌工作。VLBI也是“天問一號”在各個測控段精密測定軌必不可少的手段，特別是在巡航段、火星捕獲段、著陸降落段、科學探測段等關鍵弧段發揮著至關重要的作用。今年春節，為了給“天問一號”測軌提供精準參數，VLBI團隊中約90名科研人員集體放棄回家，陪火星一起過年。

隨著“天問一號”成功剎車并被捕獲，VLBI測軌分系統也到了任務最關鍵的時刻。

“2月1日到28日的測控弧段很重要，要保證每天觀測，支持‘天問一號’探測器完成1次平面機動以及3次近火制動等動作。”上海天文臺研究員劉慶會對第一財經記者介紹，自“天問一號”發射至今，VLBI分系統共進行了106次觀測，而他參加了其中的104次值班。

2月9日晚，阿聯酋的火星探測器“希望號”首次確認成功進入火星軌道。那么，國外的火星探測器的信號會對天問一號的信號接收和處理產生干擾嗎？

劉慶會說，由于“天問一號”發出的信號還是比較強，另外接收信號的帶寬可調節，避免其它探測器發出的信號進入我們的接收頻段。因此被國外火星探測器信號干擾的可能性很小。

當地時間2月9日，阿聯酋“希望號”火星任務團隊召開新聞發布會宣布，經過了4億多公里的漫長旅程，“希望號”火星探測器成功進入環火星軌道。

劉慶會進一步解釋，VLBI相關處理包括相關處理和積分處理，相關處理是為了求相位差，積分處理是為了將信號相加，實現了信號的增強。大家不難發現，核心要相位對齊，精確求解出相位差。而相位差的精確求解需要精確地知道探測器的軌道。

“由于中國和外國的探測器的軌道不同，我們能精確地知道探測器的軌道，能保證中國探測器的相關處理和積分處理準確后，中國探測器的信號增強。而針對別國探測器就未能做好準確地相關處理和積分處理，信號減弱。兩者相對比，自然就突出了中國探測器的信號了。”劉慶會說。

來源：上海天文臺

為了滿足“天問一號”的測定軌要求，2020年7月前，VLBI分系統團隊完成了40多臺套的軟件和硬件的研發、測試和現場安裝；開展了火星探測VLBI高精度測定軌技術研究和測試驗證。該團隊成立了90多人的試驗隊，進行了烏魯木齊、昆明、密云、天馬測站和VLBI中心的巡檢，開展質量自查等，制作了VLBI測軌分系統的實施方案。

劉慶會說，隨著“天問一號”奔向火星的足跡，團隊的觀測時間每天都會有變化，從啟程時的下半夜至次日上午，逐漸前移到現在的每天中午12點到午夜零點。而在三個月后，“天問一號”將進入著陸火星的最關鍵時刻。

（作者 金葉子）