约3000万公里外的太空中，正全速奔向火星的“天问一号”又传来一个好消息！2020年10月9日23时，“天问一号”探测器主发动机点火工作480余秒，顺利完成深空机动。

什么是深空机动？

深空机动是指改变探测器当前轨道，使其进入一条新的轨道而进行的轨道控制。通过深空机动，可以改变探测器原有的飞行速度和方向，使其能够沿着变轨后的轨道顺利飞行至火星。此次变轨机动是在距离地球大约2940万千米的深空实施。

需要区别注意的是，为减小飞行偏差，使探测器沿着预定的轨道飞行而进行的轨道控制称作轨道修正。举个例子，就像行进中的汽车，偶尔微调一下方向盘，确保车在预定车道中间行使叫轨道修正；而深空机动则像汽车变道，需要更大程度打方向盘。因此，常规中途修正速度增量较小、发动机工作较短；而深空机动过程中，探测器速度增量大、发动机工作时间长，对探测器控制和推进系统提出了极高要求。

据悉，为确保在预定时间准确与火星交会，“天问一号”在地火转移段需要进行4到5次轨道中途修正和1次深空机动。此次深空机动前，“天问一号”已经成功实施了两次轨道中途修正，分别是2020年8月2日7时整和9月20日23时整。

探测器深空机动轨道示意图

这次深空机动有何意义？

“天问一号”火星探测任务主要包括发射段、地火转移段、火星捕获段、火星停泊段、离轨着陆段和科学探测段等六个飞行阶段。目前探测器处于地火转移段，由环绕器提供飞行控制与能源。

对于“天问一号”火星探测任务，此次变轨意义重大。至此，探测器的飞行轨道变为能够准确被火星捕获的、与火星精确相交的轨道。只有先顺利进入到火星轨道范围内，才可能被火星捕获，并开展后面的计划。

据有关专家介绍，执行深空机动是运载火箭入轨弹道和地火转移轨道联合优化的结果，能够提升运载的发射能力、增加探测器的发射质量，使探测器可以携带更多的推进剂，更好地完成探测任务。探测器将在当前轨道飞行约4个月后（2021年2月份）与火星交会，预计未来还将进行2至3次轨道中途修正。

天问奔火之旅，还将面临哪些难题？

虽然“天问一号”已经完成了奔向火星的关键一步，但后面要闯的关仍不少。

目前“天问一号”已经距离地球超过2900万公里，随着距离不断增大，传回地球的探测器信号会越来越弱，测控信号延时也会越来越长，这些都会给通信和控制带来挑战。

而进入稀薄的火星大气层后，探测器要想成功在火星表面着陆也不是一件容易的事儿。着陆巡视器在进入、下降与着陆过程中，要在7分钟内将时速从近2万千米降低到零，即著名的“恐怖7分钟”。过程中电磁信号是完全被屏蔽掉的，要全靠着陆器的自身本事，每个环节都必须精准无误。许多探测器都在火星着陆这个环节功亏一篑，直到今天成功率仍不足50%。

此外，火星表面沟壑纵横、砂砾遍布、风力强劲，环境复杂恶劣，也给探测器本身和探测工作带来很多挑战。（据新华社、北京日报等内容整理 邢婷婷 文字王婵 设计）