中国新闻网|中国四地组“超级望远镜” 为火星探测“长跑”护航

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VLBI深空探测指挥控制中心 。 中科院上海天文台 供图
中国23日开启首次自主火星探测任务 , 计划一次实现“环绕、着陆、巡视”三大目标 。 火星探测任务像长跑 , 火星最远时距离地球4亿公里 , 是地月距离的1000倍 。 中国科学院上海天文台方面介绍 , 甚长基线干涉测量(VLBI)测轨分系统将为“天问一号”火星探测任务保驾护航 。
VLBI(Very Long Baseline Interferometry , 甚长基线干涉测量) , 简单来说 , 就是把几个小的望远镜联合起来 , 以达到一架大望远镜的观测效果 。
VLBI测轨分系统由北京站、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(简称:VLBI中心)组成 。 这样构成的望远镜相当于口径为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 , 甚至更高 。
据介绍 , 从“天问一号”发射开始 , VLBI测轨分系统将参加地火转移、火星捕获、离轨着陆等各阶段的测定轨任务 , 实时任务持续到2021年 。
VLBI测轨分系统负责环绕器在各个飞行段的VLBI测量和轨道计算任务 , 以及开展着陆巡视器的定位实验 。 VLBI中心对4个观测站的测量数据进行准实时与事后相关处理和系统误差校准 , 以得到每条基线上的VLBI时延和时延率数据 。
测量过程中 , 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 。 因此 , 相比月球探测 , 这次遥远的火星探测是一个更大的挑战 。
中国科学院上海天文台研究员刘庆会介绍 , VLBI测轨分系统已用于月球探测器实时高精度测定轨 , 已完成了嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号和嫦娥五号再入返回飞行试验器等VLBI测定轨任务;针对火星探测任务 , VLBI测轨分系统共新研发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 。
【中国新闻网|中国四地组“超级望远镜” 为火星探测“长跑”护航】据悉 , 首次火星探测任务VLBI测轨分系统组建了一支由133位技术人员构成的试验队 。


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