“天问一号”开启火星探测之旅,VLBI测轨分系统将助力“导航”

“火星,我们来了!”今天中午12时41分,中国首次自主火星探测任务“天问一号”在海南文昌发射基地发射升空,正式拉开我国行星探测的大幕。位于佘山脚下的VLBI数据处理中心也开始忙碌起来,将全心助力“导航”。

VLBI分辨率相当于口径3千多千米的望远镜

VLBI数据处理中心

火星距离地球的最远距离为4亿千米,是地月距离的1000倍。从“天问一号”发射开始,由中科院上海天文台牵头负责的甚长基线干涉测量(VLBI)测轨分系统将参加地火转移、火星捕获、离轨着陆、环火探测等各阶段的测定轨任务。

“天问一号”火星探测任务的“环绕、着陆和巡视”分别由环绕器、着陆巡视器来完成。环绕器运行在环绕火星的轨道上,既可以自主进行全球性、综合性的环绕探测任务,同时为巡视器进行中继通信;着陆机构负责携带巡视器安全着陆到火星上去,巡视器负责在火星表面进行区域巡视探测。

VLBI测轨分系统测量的是“天问一号”的信标,由北京站、上海站、昆明站和乌鲁木齐站以及位于上海天文台的VLBI数据处理中心(VLBI中心)组成。

这样一个网所构成的望远镜分辨率相当于口径为3000多千米的巨大的综合口径射电望远镜,测角精度可以达到百分之几角秒。

软件硬件同步升级,一切尽在掌握

距离越远,信号传输时间越长,信号的衰减越剧烈,且要求的VLBI测量精度更高,相比月球探测,这次遥远的火星探测显然是一个更大的挑战。

为了提高VLBI测定轨的精度,VLBI测轨分系统共新研发和升级了数十台套软件和硬件,分别布置于4个测站和VLBI中心,如VLBI中心的火星探测VLBI数据处理系统和定轨定位系统,4个测站的致冷接收机、前置型数据采集终端、基准信号锁相传输系统、GNSS接收机、氢原子钟、水汽辐射计等。

这些软件和硬件的研发,能够进一步提高观测装置的测量精度和可靠性、大气和电离层时延的改正精度,更好地完成火星探测器的VLBI测定轨任务。

除此之外,VLBI测轨分系统还组建了一支由133位技术人员组成的试验队。上海天文台把火星探测VLBI测定轨定为今年的一号任务给予了重点保障,上海天文台、国家天文台、新疆天文台、云南天文台高度重视此次火星探测任务,组织成立了保障团队,为首次火星探测任务VLBI测定轨任务的顺利完成任务提供了坚实的保障。

上海站,图片来源:中科院上海天文台

北京站,图片来源:中科院国家天文台
昆明站,图片来源:中科院昆明天文台

乌鲁木齐站,图片来源:中科院新疆天文台

来源:周到上海       作者:沙情奕