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我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功
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2021/05/15 10:28

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原标题:我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功

人民网北京5月15日电 (赵竹青)5月15日,天问一号成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。天问一号任务实现了我国首次地外行星着陆,是中国航天事业发展中又一具有重大意义的里程碑。

着陆过程“步步惊心” 全程靠“自主”

据航天科技集团五院“天问一号”探测器产品保证经理饶炜介绍,“天问一号”探测器自2020年7月23日成功发射,精确入轨后,已按预定飞行程序在轨飞行了约295天;自2021年2月10日成功环绕火星后,相继完成了着陆区预探测、轨道维持、自检等关键飞行控制任务,期间,能源平衡,状态稳定,各分系统工作正常。

5月15日凌晨2时多,“天问一号”在火星停泊轨道上进入着陆窗口,随后探测器实施降轨,环绕器与着陆巡视器开始器器分离,继而环绕器升轨返回停泊轨道,着陆巡视器运行到距离火星表面125千米高度的进入点,开始进入火星大气,并最终软着陆在火星表面。

“天问一号”火星探测器从火星大气层外缘通过软着陆的方式降落到火星表面,整个着陆过程步步惊心,技术十分复杂。

着陆过程大致分为以下几个步骤。先是探测器瞄准进入火星大气层的一个狭窄的进入走廊,接着气动减速,然后火星专用降落伞展开;待降落伞完成使命后,探测器抛掉大底和背罩,露出着陆平台和火星车;大推力发机动开始工作,探测器观察地面,寻找最安全的具体着陆地点;最后四条着陆腿稳稳降落在火星表面。

整个过程,短暂又复杂,地面完全没有干预的机会,完全靠“天问一号”自主决定各个动作执行的时机。

高速急刹车?“超音速降落伞”显身手

要想平安稳定地降落到火星表面,首当其冲的问题就是让高速奔驰的“天问一号”减速。

但是,与月球探测任务相比,火星探测不仅要面临4亿公里的遥远距离,而且火星环境与地球环境有较大差异且不确知,不仅大气稀薄,而且我们没有火星大气模型实测手段,国内也没有经过飞行验证的数据;此外,火星大气受季节、夜昼、火星风暴等影响非常不稳定;火星表面地形复杂,遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物;火星尘暴较地球更为严重,这些因素给着陆火星带来了极大难题,安全着陆风险非常高。

“超音速降落伞是减速技术中难度最大的一个环节,天问一号在使用降落伞时要保证在超音速、低密度、低动压下打开,而这个过程存在开伞困难、开伞不稳定等问题。”航天科技集团五院“天问一号”探测器总体主任设计师王闯表示。

他解释道,“由于火星大气非常稀薄,进入火星时要求探测器的气动外形具备高效的减速性能,同时需要更轻量化的防热材料。”

经历“恐怖9分钟” 方案选择定“生死”

除了减速设计,火星进入方案的选择也至关重要,甚至可以说决定“生死”。

因为,从开始踏上进入点的那一刻起,“天问一号”就迎来了此次探火旅程中最为凶险、最为惊心动魄的“恐怖9分钟”。

据悉,目前人类火星探测任务成功率仅有五成左右,大部分失败都是折戟在“进入/下降/着陆”这一阶段。“火星探测最大的难点就是着陆,这个过程需要融合气动外形、降落伞、发动机、多级减速和着陆反冲等多项技术才能实施软着陆。每个环节都必须确保精准无误,差一秒都可能造成整个任务的失败。”航天科技集团五院 “天问一号”探测器总设计师孙泽洲说。

“为此,早在着陆前,‘天问一号’在火星停泊轨道上就对着陆区进行了详查预探测,获取了大量的着陆区地形地貌的数据,并对火星尘暴发生的概率进行了评估;同时,火星探测器继承了嫦娥三号、四号、五号成熟的悬停、避障技术,以确保安全着陆。在上述这些措施的基础上,我们还在国际上首次采用了基于配平翼的弹道-升力式进入方案,以降低火星大气参数不确定性带来的风险,提高适应能力。”孙泽洲表示。

“天问一号”成功登陆火星后,我国第一辆火星车即将闪亮登场。让我们期待“祝融”的精彩表现!

[来源:人民网 编辑:三人目]

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