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。

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。

文/郑莹莹

编辑/董伟