一个研究生的火星任务日记(二)

当时天问一号的名字还没正式确定下来,中国行星探测计划也还没公布,我们也没有可以参考的用于火星任务的带有明显中国文化特色的中文名字。结果起名这个事就这么搁着了,最后还是交项目建议书之前我临时想了个名字这才搞定。(容我吐槽一下自己真的是个文化沙漠+起名废……)


本次任务的logo,整体是一个变形的“火”字,圆形红色弧代表火星,椭圆形红色弧代表任务轨道,黄色飞翼代表无人机(虽然最后搞出来是个旋翼机),配色用国旗配色(红+黄),底部是任务名简称+拟发射年份

除此之外我们也还是搞了点正事的。接下来我把设计内容分了几块,比如载荷设计、轨道设计和航天器设计等,然后大家分头行动。别看这说着好像挺简单,等我意识到该这么搞,然后明确分工的时候已经过了一个月了……

先说说轨道设计的事情。小陈同学先帮我们明确了目标轨道要求,也就是我们的航天器最后要去一个什么样的轨道。初步拟定是一个近火点高度265km,远火点高度6000km的绕极轨道,和天问一号较为类似,这个轨道设计是为了同时满足轨道器对火星进行科学探测以及为火星车建立数据传输中继的要求。

看过不少航天发射直播的朋友应该都听专家介绍过,航天器在太空里由于受万有引力影响只能沿椭圆轨道飞行,不能直线飞向目标,而在特定位置点火喷气进行加速和减速则可以帮助航天器由一个轨道进入另一个轨道。而一般来说点火次数越多、点火加速要求的速度增量越大,需要消耗的燃料就越多,当然对总质量要求极为严格的航天任务来说这是谁都不愿意见到的情况。

除了到达什么轨道以外,什么时候出发也是有限制的。我们在小学二年级就学过(狗头),霍曼转移是又省燃料又简单的一种变轨方案,当然毫无意外成了我们的首选。而如果选择霍曼转移的话,地球和火星需要成一个特殊的位置关系才能给发射创造条件。这个发射窗口一般26个月出现一次。我们最后将发射窗口商定在了2026年。(tips:经常有人认为发射窗口出现在火星冲日附近,其实这是个误解,发射窗口出现时火星的位置相对地球较为靠前,日火连线和日地连线呈一夹角,时间上则在火星冲日前数月)