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China Mars exploration tianwen-1天問一號

“以前我们探月,最远是到地月轨道,处于地球的引力圈。现在要到火星,不仅有地球,还有太阳和火星的引力影响,因此这次火箭系统有很大的变化。”首次火星探测任务工程副总指挥、国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠解释。

“火星離地球最遠4億公裡,從地面上發送一種指令,探測器要在23分鐘后才能執行,這就給我們的測量、控制帶來了新的難題。”張榮橋說,第二個挑戰是環境新。“航天器設計的邏輯是先了解要去的環境,通過各種技術、手段、措施來保障航天器適應這個環境,但深空探測的特點是要去一個尚不確知的環境。盡管我們已成功實現月球的軟著陸,但火星和月球的環境截然不同,給探測器的設計帶來很大難度。”



solar cell array ~ 4 m sq area

latest launch schedule is 23 July 2020 04:41 UTC




7月23日12时41分,我国在中国文昌航天发射场成功发射天问一号火星探测器。记者今天从中国卫星发射测控系统部所属西安卫星测控中心获悉,天问一号进入地火转移轨道后,由佳木斯深空站、喀什深空站、阿根廷深空站(Argentina's Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE),  a Chinese-run tracking station installed in Las Lajas, Argentina)组成的中国深空测控网,顺利实施探测器地火转移段首个圈次测控工作。目前,天问一号探测器工况正常。





7月23日13时21分左右,阿根廷深空站率先捕获目标;21时37分及24日凌晨1时许,天问一号探测器相继被坐落在我国东西边陲的佳木斯深空站、喀什深空站成功捕获。三大深空测控站点在各自测控弧段内向天问一号探测器及时上注各项飞行状态设置指令,并成功实施干涉测量,探测器飞行数据源源不断地传递至北京航天飞行控制中心。





7月27日,北京航天飞行控制中心飞控团队与中国航天科技集团试验队密切配合,控制天问一号探测器在飞离地球约120万公里处回望地球,利用光学导航敏感器对地球、月球成像,获取了地月合影。在这幅黑白合影图像中,地球与月球一大一小,均呈新月状,在茫茫宇宙中相互守望。

by pixel measurement, in the photo earth is on left and is roughly 5 times bigger than moon.

See Osiris-Rex's earth-moon picture to get a rough scale of earth and moon sizes if the probe is 1 million km away.

As launch date is moved to 23 Jul 2020(for 4 days),

TCM days are designed to be
day 9 ( revised to 2 Aug 2020), deltaV 14.85 m/s
day 64 ( revised to 26 Sep 2020) >>> actual 20 Sep 2020, 120N Thruster x 4, 20 sec. deltaV: 1.9~4.3 m/s
Deep Space Maneuver : 5 Oct 2020 >>> revised to 9 Oct 2020
day 183( revised to 22 Jan 2021) >>> Nov 2020 >>> actual 28 Oct 2020(day 97)
day 193 ( revised to 1 Feb 2021) >>> 2021

Mars Orbit Insertion date: revised to 25 Jan 2021 >>> revised to 10 Feb 2021(new)
Parking Orbit Insertion( for orbiter): 21 Feb 2021(new) >>>at 15 Feb 2021, 9:00 UTC (5 pm BJT) to conduct an orbital plane change maneuver to enter polar orbit with a perigee of about 265 kilometers above Mars.
There will be 4 correction maneuvers before "communications relay orbit"
Stage separation: 23 Apr 2021(new)
Zhurong, Mars rover touchdown: 30 Apr 2021(new) >>> 15 may 2021
(is it 259 days post launch,ie 8 Apr 2021?)
Rover's 90 days life expectancy: 30 Jul 2021(new)
 
2 Aug, news said the spacecraft made its first "trajectory correction maneuveur" TCM today. A separate observation from UHF SatCom and Edgar Kaiser , it happened on day 9( 31 Jul to 1 Aug). see below observation(time in UTC):
 


Ephemeris info is now available on JPL Horizons.
name is Tianwen-1( id -9901491)

9 Oct, 2020
480 seconds of Deep Space Manoeuver 深空機動
 
The objective is to perform the orbital plane change from ecliptic inclination angle of 1 degree to 1.8 degree, and also to reduce the size of Mars circulating orbit. 
deltaV measured to be 288 m/s.
The difference of 0.8 degree, if stays uncorrected,  is equivalent to a difference of 2.97 million km, or 0.44 of mars' diameter,  upon arrival at Mars.


 



1: “目前‘天问一号’已经距离地球超过2900万公里,我们互相之间的时延已经比较大了,所以很多动作都要靠我们事先设计和探测器自己完成,这些都具有难度和挑战。”我国首次火星探测任务“天问一号”探测器副总指挥张玉花说。

为了完成地面测控的精密定轨和探测器上精确自主的轨道控制,此次深空机动中,地面对探测器的定轨任务由我国深空测控站和天文台共同完成,准确保证了探测器变轨的精密定轨需求。为了能够精确自主控制轨道,火星环绕器装备了具备故障识别与自主处理能力的计算机,充分保证了轨道控制的精度和可靠性。

据悉,通过使用深空机动进行轨道设计和轨道控制,增加/保留了探测器的推进剂携带量。

2: 深空机动将一个大的火星捕获速度增量分解为两次相对较小的速度增量,有利于减小发动机单次工作时间,保证发动机工作的可靠性。同时,深空机动的实施有利于3000N发动机的标定,过程中可对3000N发动机进行 "推力"和 "比冲" 标定,而精确的发动机标定参数可以更好地确保火星捕获的精度。

此外,通过深空机动,八院火星环绕器研制团队实现了对探测器

3: 到达时间的优化,能够得到更加有利的捕获点处的光照条件和通信条件,也使捕获时探测器经历的火影时间(探测器进入太阳光被火星遮挡的阴影区)和通信盲区时间更短。

Question: does it mean they made a change of mission, or change the point of insertion in mid course?
Or, is it because China do not have precise enough Mars orbital data, until TW-1 is close enough to Mars, and redo the measurements , and thus re-manoeuver the trajectory?
2021年2月5日20时,首次火星探测任务天问一号探测器发动机点火工作,顺利完成地火转移段第四次轨道中途修正,以确保按计划实施火星捕获。截至目前,天问一号已在轨飞行约197天,距离地球约1.84亿公里,距离火星约110万公里,飞行里程约4.65亿公里,探测器各系统状态良好。
2021年2月10日19时52分,中国首次火星探测任务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10º的大椭圆环火轨道
天问一号首先近火制动进入超大椭圆初始轨道、在远火点大幅调整轨道倾角为极轨道的综合策略,是综合考虑了
入轨成功率和
工程难度、
节约推进剂和
获得最优着陆区域观察机会
的方案。天问一号未来还会调整轨道,降低远火点高度、缩短环绕周期。在着陆器和巡视器分离后,环绕器长期保持稳定的科学观测轨道,为我们带来更多关于火星的奥秘。
Landing site:
spaceflightfans reported landing coordinates of 110.318 degrees east longitude and 24.748 degrees north latitude in Utopia Planitia 
mars rover landing :
14 May 2021 
23:11 UTC start EDL
23:17 UTC land
from 9ifly @Vony7,
24.748N,110.318E
from mars hirise:
25.067°N, 109.926°E



weixin news

ephermeris info

orbit simulator  

CNSA
x band communications detail from Daniel Estevez

tracking tianwen from Daniel Estevez 
death of wan weixing Sciencedirect萬衛星

Compared with high accurate orbit ephemeris, time delay error in the delta-DOR measurement is less than 1ns, which corresponds to an angular accuracy of about 90nrad or 37m uncertainty on the probe position at 380000km 
 
ogww tracking

hohmann transfer orbit simulation github
weixin on rover
instrument payload。



 
 
 

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