今年新春，火星迎来了新的访客——中国首次火星探测任务天问一号探测器。除夕前夕，天问一号实施近火捕获制动，精准进入环火轨道，开启了环绕火星阶段的探测任务。

    历史性瞬间：火星，我来了

    下面，让我们看看天问一号忙碌的日程。

    2月10日19时52分，天问一号探测器实施近火捕获制动，环绕器3000N轨控发动机点火工作约15分钟，探测器顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10度的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。

    2月12日，举国欢庆农历新年之际，国家航天局发布天问一号探测器火星捕获过程影像。监视相机完整记录了火星进出视野、发动机点火后探测器轻微震动和探测器从火星白天飞入黑夜的过程，太阳翼、定向天线、火星大气层及表面形貌清晰可见。

    2月15日17时，成功实施捕获轨道远火点平面机动，3000N发动机点火工作，将轨道调整为经过火星两极的环火轨道，并将近火点高度调整至约265千米。后续，探测器还将通过数次轨道调整，进入火星停泊轨道。

    自2020年7月23日成功发射以来，天问一号探测器已累计飞行202天，完成1次深空机动和4次中途修正，抵达火星时飞行里程约4.75亿千米，距离地球约1.92亿千米，器地通信单向时延约10.7分钟，各系统状态良好。后续天问一号还将经过多次轨道调整，进入火星停泊轨道，开展预选着陆区探测，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。

    首抵火星的硬科技——自主“刹车”且精准

    作为火星探测任务中技术风险高、技术难度大的环节之一，近火制动关系着整个工程任务的成败。而且机会只有一次，如果天问一号错过了，下一次合适的窗口期在2033年。

    制动捕获，简单来说就是通过发动机推力减速控制，来降低探测器的速度，使其能够被目标星体的引力所捕获，这一动作也被形象地称为“刹车”。记者从中国航天科技集团了解到，天问一号的这次“刹车”不仅精准，而且全程自主完成。

    对于以每秒钟28公里速度飞向火星的天问一号来说，要想在有限的“捕获窗口”内精准地完成“刹车”，面临着各种难题。

    天问一号负责实施制动捕获的环绕器上，配置了1台3000牛推力的轨道控制发动机。根据火星引力捕获窗口，要求它在10分钟内将速度降低约每秒1公里。

    这一动作，常规卫星可以由地面实时操控，而天问一号此时距离地球约1.92亿公里，与地面之间数据通信的单向时间延迟达到10.7分钟左右，它只能完全依靠自身完成发动机点火和关机，克服发动机点火期间的扰动，实现点火方向和点火时长的精确控制。

    “在失去地面实时测控的情况下，我们惟有通过方案设计，充分考虑发动机推力存在偏差、探测器质心不断变化等情况，全自主执行精确轨道控制；再通过多因素组合的测试和仿真分析，让控制方案更加健壮可靠。”航天科技集团八院火星环绕器副总设计师朱庆华介绍。

    要实现完美刹车，绝非“一脚之功”。

    整个太空航行过程中，天问一号都要保持行进在预定轨道上，为最后的刹车奠定基础。

    在地火转移过程中，天问一号长期处于无动力飞行状态，难免会受到入轨偏差、控制偏差和其他摄动因素的影响，与预定轨道产生一定偏离。要想更接近理论轨道飞行，它就需要通过中途修正的方式，进行飞行方向和速度的细节调整。自发射以来，它实施了4次轨道中途修正。

    目前，天问一号漂亮地完成了近火制动和捕获轨道远火点平面机动，接下来，它还有一串复杂的动作要完成。

    回到近火点时，它要慢踩刹车，准备更换线路，迈入到停泊调向轨道，对轨道周期进行相应调整，以保证轨迹经过预定的着陆点。

    在停泊调相轨道上再次到达近火点时，天问一号要进行第三次刹车，进入停泊轨道，并在该轨道上进行多次维持，以保证能够在预定时间、预定地点完成着陆巡视器的着陆。

    上述步骤全部完成后，它将再次减速，进入停泊轨道，对着陆区进行拍摄成像，选择合适的位置开展环绕器与着陆巡视器的分离，让着陆巡视器进入火星大气。