行业动态：天问一号开启火星探测之旅——盘点2020国内十大科技新闻中的测绘科技（二）
2020年国内十大科技成果中，与测绘科技相关的占了一半。北斗导航系统建成、天问一号远巡火星、嫦娥五号上九天揽月，采集月壤、“奋斗者”号下五洋捉鳖，深潜万米、珠峰最高精度下新高程的测定，无一不彰显着新时代下测绘学科为国计民生、科技事业带来的发展与贡献。
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对宇宙千百年来的探索与追问，是中华民族矢志不渝的航天梦想。
7月23日，我国首次火星探测任务天问一号探测器由长征五号遥四运载火箭从文昌航天发射场发射升空，飞行2000多秒后，成功送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。
光学导航敏感器
天问一号传回“地月合影”
7月28日晚，天问一号传回一张地月合影，该照片由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配合，控制天问一号探测器利用光学导航敏感器自主曝光拍摄完成。
“天问一号”飞行在太空中，就像轮船航行在茫茫大海上。不同的是，飞离地球后没有北斗也没有GPS，它靠什么来引路？在借助地面无线电导航实现精确定位的基础上，中国航天科技集团八院控制所研制团队给它配备了光学导航敏感器，这也是对深空探测相关光学导航方法进行工程验证。
与传统的无线电导航不同，光学自主导航可以通过图像目标识别和特征提取，完成位置、速度等导航信息的获取。“天问一号”安装光学导航敏感器之后，可以在飞近火星的过程中对火星成像，以此计算火星的形心位置和视半径大小，并结合估计算法获取自己相对于火星的实时位置和速度信息。
“光学导航敏感器好比探测器的‘眼睛’。”八院控制所光学导航专家介绍说，“有了这双明亮的‘眼睛’，探测器就有了自主能力，可以自己看着飞向目的地了。”
据介绍，光学导航敏感器装有长焦镜头，可以相隔1000万公里识别火星，能自主适应火星从点目标到面目标、从弱目标到强目标的变化，完成火星图像提取。即使没有外部导航信息，它也能让“天问一号”在深空飞行中找到前进的方向，清清楚楚地看着火星飞过去。
未来光学自主导航是支撑我国走向更远空间的重要技术之一，将为我国后续深空探测任务的开展打下坚实基础。
太空“自拍”
在举国欢度国庆、中秋双节之际，国家航天局发布我国首次火星探测任务“天问一号”探测器飞行图像，图上的五星红旗光彩夺目，呈现出鲜艳的中国红。
这是“天问一号”探测器首次深空“自拍”，茫茫宇宙中银色的着陆巡视器和金色的环绕器熠熠生辉，“天问一号”以此向祖国报告平安，表达生日祝福。
天问一号“自拍”
天问一号搭载了分离测量传感器，这是一个重约680克的相机，天问一号在进行自拍时，释放了这一个分离式相机，相机在脱离探测器以后，以每秒0.2米的速度远离天问一号，并对天问一号探测器进行了自拍，最后探测器将自拍照传回地球。
国家航天局公布的信息显示，探测器上的五星红旗，尺寸约为39厘米×26厘米，略小于一张A3纸，重量144克，图案采用特殊材料经特殊套印工艺喷涂。
据悉，飞行图像由探测器携带的分离测量传感器拍摄。传感器安装于探测器外侧壁，在地面控制下与探测器本体分离，利用自身两侧安装的两个广角镜头，每秒拍摄一张图像，通过WiFi通信方式将图像传送给探测器，再由探测器转发回地面。
探测火星的“天眼”
此次，中国航天科技集团公司五院西安分院为火星探测器研制的测控数传系统和微波测距测速敏感器是进行火星环绕、着陆和巡视的“天眼”，将为我国首次火星探测任务贡献重要力量。
天问一号与“天眼”
西安分院研制的测控数传系统则提供火星车对地通信，进入舱以及火星车和环绕器之间的器间通信。西安分院为火星探测器研制的测控数传系统包括了X频段深空应答机和UHF频段收发信机等关键设备。西安分院火星探测器研制负责人张爱军介绍说，与探月任务相比，火星着陆巡视器测控数传系统需实现远距离的对地直接通信，距离更远，空间损耗巨大，因此需要高灵敏度的X频段深空应答机。
构造与任务
天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器组成，着陆巡视器又包括进入舱和火星车。进入舱完成火星进入、下降和着陆任务，火星车配置了多种科学载荷，在着陆区开展巡视探测。
天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。
此次火星探测任务的工程目标是实现火星环绕探测和巡视探测，获取火星探测科学数据，实现我国在深空探测领域的技术跨越；同时建立独立自主的深空探测工程体系，推动我国深空探测活动可持续发展。
天问一号
截至2021年1月3日6时，“天问一号”探测器已经在轨飞行163天，飞行里程突破4亿公里，距离地球约1.3亿公里，距离火星约830万公里，探测器姿态稳定，飞行状态良好，已成功完成地月合照、探测器“自拍”、三次中途修正、一次深空机动、载荷自检等工作。天问一号按计划将在2月中旬后实施近火制动，进入环火轨道，准备着陆火星。
“天问一号”任务
是我国独立开展行星际探测的第一步
让我们一起期待
它从火星发回的“答案”