人民網(wǎng)北京5月15日電 (趙竹青)5月15日,天問一號(hào)成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū),我國..火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。天問一號(hào)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了我國..地外行星著陸,是中國航天事業(yè)發(fā)展中又一具有重大意義的里程碑。
著陸過程“步步驚心” 全程靠“自主”
據(jù)航天科技集團(tuán)五院“天問一號(hào)”探測器產(chǎn)品保證經(jīng)理饒煒介紹,“天問一號(hào)”探測器自2020年7月23日成功發(fā)射,..入軌后,已按預(yù)定飛行程序在軌飛行了約295天;自2021年2月10日成功環(huán)繞火星后,相繼完成了著陸區(qū)預(yù)探測、軌道維持、自檢等關(guān)鍵飛行控制任務(wù),期間,能源平衡,狀態(tài)穩(wěn)定,各分系統(tǒng)工作正常。
5月15日凌晨1時(shí)許,天問一號(hào)探測器在停泊軌道實(shí)施降軌,機(jī)動(dòng)至火星進(jìn)入軌道。4時(shí)許,著陸巡視器與環(huán)繞器分離,歷經(jīng)約3小時(shí)飛行后,進(jìn)入火星大氣,經(jīng)過約9分鐘的減速、懸停避障和緩沖,成功軟著陸于預(yù)選著陸區(qū)。兩器分離約30分鐘后,環(huán)繞器進(jìn)行升軌,返回停泊軌道,為著陸巡視器提供中繼通信。后續(xù),“祝融號(hào)”火星車將依次開展對(duì)著陸點(diǎn)全局成像、自檢、駛離著陸平臺(tái)并開展巡視探測。
“天問一號(hào)”火星探測器從火星大氣層外緣通過軟著陸的方式降落到火星表面,整個(gè)著陸過程步步驚心,技術(shù)十分復(fù)雜。
著陸過程大致分為以下幾個(gè)步驟。先是探測器瞄準(zhǔn)進(jìn)入火星大氣層的一個(gè)狹窄的進(jìn)入走廊,接著氣動(dòng)減速,然后火星專用降落傘展開;待降落傘完成使命后,探測器拋掉大底和背罩,露出著陸平臺(tái)和火星車;大推力發(fā)機(jī)動(dòng)開始工作,探測器觀察地面,尋找.安全的具體著陸地點(diǎn);.后四條著陸腿穩(wěn)穩(wěn)降落在火星表面。
整個(gè)過程,短暫又復(fù)雜,地面完全沒有干預(yù)的機(jī)會(huì),完全靠“天問一號(hào)”自主決定各個(gè)動(dòng)作執(zhí)行的時(shí)機(jī)。
高速急剎車?“超音速降落傘”顯身手
要想平安穩(wěn)定地降落到火星表面,首當(dāng)其沖的問題就是讓高速奔馳的“天問一號(hào)”減速。
但是,與月球探測任務(wù)相比,火星探測不僅要面臨4億公里的遙遠(yuǎn)距離,而且火星環(huán)境與地球環(huán)境有較大差異且不確知,不僅大氣稀薄,而且我們沒有火星大氣模型實(shí)測手段,國內(nèi)也沒有經(jīng)過飛行驗(yàn)證的數(shù)據(jù);此外,火星大氣受季節(jié)、夜晝、火星風(fēng)暴等影響非常不穩(wěn)定;火星表面地形復(fù)雜,遍布巖石、斜坡、溝壑等障礙物;火星塵暴較地球更為嚴(yán)重,這些因素給著陸火星帶來了極大難題,安全著陸風(fēng)險(xiǎn)非常高。
“超音速降落傘是減速技術(shù)中難度.大的一個(gè)環(huán)節(jié),天問一號(hào)在使用降落傘時(shí)要保證在超音速、低密度、低動(dòng)壓下打開,而這個(gè)過程存在開傘困難、開傘不穩(wěn)定等問題?!焙教炜萍技瘓F(tuán)五院“天問一號(hào)”探測器總體主任設(shè)計(jì)師王闖表示。
他解釋道,“由于火星大氣非常稀薄,進(jìn)入火星時(shí)要求探測器的氣動(dòng)外形具備高效的減速性能,同時(shí)需要更輕量化的防熱材料?!?
經(jīng)歷“恐怖9分鐘” 方案選擇定“生死”
除了減速設(shè)計(jì),火星進(jìn)入方案的選擇也至關(guān)重要,甚至可以說決定“生死”。
因?yàn)?,從開始踏上進(jìn)入點(diǎn)的那一刻起,“天問一號(hào)”就迎來了此次探火旅程中.為兇險(xiǎn)、.為驚心動(dòng)魄的“恐怖9分鐘”。
據(jù)悉,目前人類火星探測任務(wù)成功率僅有五成左右,大部分失敗都是折戟在“進(jìn)入/下降/著陸”這一階段?!盎鹦翘綔y.大的難點(diǎn)就是著陸,這個(gè)過程需要融合氣動(dòng)外形、降落傘、發(fā)動(dòng)機(jī)、多級(jí)減速和著陸反沖等多項(xiàng)技術(shù)才能實(shí)施軟著陸。每個(gè)環(huán)節(jié)都必須確保精準(zhǔn)無誤,差一秒都可能造成整個(gè)任務(wù)的失敗。”航天科技集團(tuán)五院“天問一號(hào)”探測器總設(shè)計(jì)師孫澤洲說。
“為此,早在著陸前,‘天問一號(hào)’在火星停泊軌道上就對(duì)著陸區(qū)進(jìn)行了詳查預(yù)探測,獲取了大量的著陸區(qū)地形地貌的數(shù)據(jù),并對(duì)火星塵暴發(fā)生的概率進(jìn)行了評(píng)估;同時(shí),火星探測器繼承了嫦娥三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)成熟的懸停、避障技術(shù),以確保安全著陸。在上述這些措施的基礎(chǔ)上,我們還在國際上..采用了基于配平翼的彈道-升力式進(jìn)入方案,以降低火星大氣參數(shù)不確定性帶來的風(fēng)險(xiǎn),提高適應(yīng)能力?!睂O澤洲表示。
“天問一號(hào)”成功登陸火星后,我國..輛火星車即將閃亮登場。讓我們期待“祝融”的精彩表現(xiàn)!
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