“天问”携“祝融”号成功“落火”!航天基地“硬核力量”全程护航!

36氪陕西的朋友们2021-05-17
宇宙浩瀚无垠 探索永不止步

编者按:本文来自微信公众号“西安航天基地”(ID:xahangtianjidi),36氪经授权发布。

5月15日,我国首次火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星,迈出了我国星际探测征程的重要一步。航天科技集团六院、航天科技集团五院西安分院为天问一号探测器提供了重要科技力量

我国首个火星探测器天问一号经过漫长的“奔火”和环绕火星的旅途后,成功抵达目的地——火星,并于5月15日7时18分成功着陆火星表面。后续,“祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检驶离着陆平台并开展巡视探测。这是天问一号火星探测器在完成火星“环绕”后的又一个重要“动作”。

在天问一号火星探测器安全着陆火星的过程中,航天科技集团六院和航天科技集团五院西安分院发挥了至关重要的作用。航天科技集团六院为此次发射提供了78台发动机等动力系统;航天科技集团五院西安分院则承担着研制微波测距测速敏感器和测控数传分系统的任务,它们共同护航天问一号成功“落火”。 

78台发动机 近5亿公里全程护航

要想成功飞向火星,搭载火星探测器的运载火箭必须达到第二宇宙速度,方能助力探测器脱离地球引力,踏上神秘的探火之旅。由航天科技集团六院研制生产的3000N轨控发动机就是肩负着近火制动任务的关键。要确保在15分钟左右的时间里,把探测器与火星的相对速度从每秒5.1公里降低到每秒4.5公里,这要求发动机不仅要快速点火启动,还要保证在额定点长时间连续稳定工作。

在探火之旅的整个过程中,航天科技集团六院为我国深空探测任务专门研制的3000N轨控发动机承担着三项任务,一是地球转移到火星过程中的姿态修正,二是在接近火星时的“刹车制动”,三是在火星附近的轨道调整。该型发动机从2010年立项到2016年定型,经历了多项考核,充分验证了各项关键技术,具有高比冲、多次起动、长寿命、环境适应性良好等优点。

为使着陆巡视器降低运行速度达到着陆要求,作为着陆巡视器主发动机的7500N变推力发动机接续发挥关键作用,为着陆巡视器动力减速、悬停避障和缓速下降等软着陆任务提供轨控推力。 

该型发动机是航天科技集团六院研制团队在借鉴探月任务中7500N变推力发动机工程经验基础上,根据火星探测任务全新设计制造的发动机。并且相较之前探月任务中同样推力的7500N发动机,为了满足火星探测器安装结构要求和减重需求,并提升发动机性能,航天科技集团六院研制团队首次在我国开展深空探测的航天器上将推进分系统发动机燃烧室从以往的低室压方案改进为中室压方案,从而保证了相同推力情况下,发动机体积更小、性能更高。

保障安全着陆 精确”探火“

当天问一号火星探测器中的着陆巡视器进入火星大气层的时候,由航天科技集团五院西安分院研制的微波测距测速敏感器开始加电工作,为火星探测器成功着陆提供精准的速度和距离的测量信息,有力保障了火星探测器成功着陆在火星表面。

火星探测器由环绕器和着陆巡视器组成,在着陆火星前,环绕器将和着陆巡视器分离,环绕器继续环绕火星轨道飞行,而着陆巡视器则承担着在火星表面着陆的任务。火星探测器的着陆巡视器由进入舱和火星车“祝融”号构成,而微波测距测速敏感器犹如安装在进入舱上的“泊车雷达”,是负责提供着陆速度和距离信息的最重要的敏感器之一,对整个着陆过程进行安全把控。 

除了微波测距测速敏感器,航天科技集团五院西安分院还为天问一号火星探测器研制了测控数传分系统,在“地”与“火”之间跨越4亿公里,搭建了地面测控站与着陆巡视器、环绕器及“祝融”号火星车之间的“立体通信测控网”,时刻保障天问一号火星探测器与地球通信畅通无阻。 

航天科技集团五院西安分院为天问一号火星探测器研制的测控数传分系统可以先实现进入舱与环绕器之间的通信测控,环绕器再将信号回传至地面测控站。地面测控站也同样通过这条“信息高速路”将遥控指令发送至进入舱,确保着陆过程万无一失。 

作为我国首个火星探测器“落火”过程的“立体通信测控网”,测控数传分系统助力着陆巡视器成功着陆。在随后的“祝融”号火星车探测巡视任务中,火星车还将与地面测控站建立多条通信链路,持续为后续的火星探测任务服务。这些“信息高速路”共同为火星与地球之间编织出了立体通信测控网络,将在“祝融”号火星车与地面之间的通信测控发挥更加重要的作用。 

天问一号探测器的成功“落火”迈出了我国星际探测征程的重要一步,航天事业的发展,众多的航天工作者功不可没。让我们为他们的航天精神点赞。

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