跨越时空的守望：VLBI与天问二号测定轨的征途 | 探秘天问

在跨越亿万公里的星际征途中，精准导航将决定深空科学探测任务的成败。中国科学院上海天文台（以下简称上海天文台）将高精度甚长基线干涉测量（VLBI）数据加入深空探测器测定轨过程后，可大幅提高探测器关键段轨道精度，以更高精度描绘天问二号探测器的星际航线，以更少燃料飞向更远目标，让人类探索宇宙的每一步都走得更稳、更远。

上海天文台从20世纪70年代起持续攻关VLBI技术，历经半个世纪，联合分布于全国的射电望远镜，构建了一张覆盖祖国大地、口径相当于3200公里的“VLBI虚拟超级望远镜”。

正是凭借这张天罗地网般的观测系统，我们可以探测到飞行器在视线垂直方向的微小变化，结合测距、测速数据实现对深空探测器高精度测定轨。

本次天问二号任务，周期长达10年，飞行最远处可距离地球5亿公里，同时面临信号极其微弱、飞控高度复杂、高精度测定轨要求等多个新挑战。

为应对天问二号任务的新需求，VLBI测定轨团队展开了有针对性的关键技术攻关，主要包括小行星弱引力场下的轨道确定技术、小行星探测器相位参考VLBI定位技术。

VLBI网启用了两座新建观测站（吉林长白山观测站与西藏日喀则观测站），对观测管理模式进行了调整，优化了数据处理软件接口，拓展了功能模块。

▲长白山40米射电望远镜

▲日喀则40米射电望远镜

由于天问二号任务周期长，将跨越嫦娥七号、嫦娥八号、天问三号、载人登月等多个任务执行周期。VLBI测轨团队主动布局、前瞻谋划，创新性提出了多任务可扩展构架，为后续多任务状态下的长期稳定运行打下了坚实基础。

在系统开发阶段，通过多个子系统和配置项的互联互助，在很短时间内解决了包括新望远镜轴系偏差矫正在内的一系列复杂技术问题，充分展现了VLBI测轨系统的综合能力与协同效率。

经多次联调联试与任务演练，VLBI已经具备了天问二号任务执行能力，通过新构建的四站一中心，包括两个新建观测站和两个老观测站（上海天马观测站、乌鲁木齐南山观测站），联合升级后的上海VLBI中心，将为天问二号探测器任务贡献高质量VLBI测量数据并提供精确轨道。

▲天马望远镜

▲南山26米射电望远镜

通过多年VLBI测定轨技术的研究发展，团队全面掌握了具有自主知识产权的深空探测器测定轨技术。未来可更好地服务于我国月球与行星探测器的高精度测定轨。