“天问”帅气着陆“祝融”开巡在即

开心每二天

原标题：“天问”帅气着陆 “祝融”开巡在即

火星车工作模仿图

天问一号乐成着陆后，科技职员纷纷鼓掌欢呼。

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火星着陆模仿图

孙泽洲

王闯

张玉花

天问一号火星探测器于5月15日乐成软着陆火星外貌。现在，“祝融号”火星车正在举行“体检”，“体检”及格后，5月22日它将驶离着陆平台，开展巡视探测等工作。预计在5月28日，巡视器与着陆器还将举行两器互拍。届时，我们就能看到来自火星的壮美景观了。那这只由航天科技团体五院抓总研制的“火星蝴蝶”——中国首辆火星车“祝融号”会怎样探索火星？此次登岸火星有哪些难点，背后又有什么故事？昨天，天问一号探测器体系总计划师孙泽洲和航天科技团体五院总体计划部火星探测器总体主任计划师王闯等人向记者先容了火星探测器着陆火星的惊险过程。

文、图/广州日报全媒体记者 肖欢欢 通讯员 蔡金曼、杨璐

“差一秒都大概使命失败”

天问一号发射前，航天科技团体五院天问一号探测器体系总计划师孙泽洲和团队在文昌发射场待了整整4个月，不停到发射之后才返来。而天问一号着陆前这两个月，他也不停在梳理整个着陆环节中大概存在的状态，确保不出现漏项。

天问一号已经是孙泽洲作为总计划师计划的第三个深空探测器。此前，嫦娥三号和嫦娥四号也都是孙泽洲与团队的结果。孙泽洲这种“拉满弓”的状态，从2004年嫦娥工程立项就开始了。也是从那年开始，我国航天奇迹正式进入探月期间。而我国的月球车正是他操刀计划的。

在得知天问一号乐成着陆火星后，孙泽洲和探测器体系总指挥赫荣伟牢牢拥抱在一起。“这是令人冲动的一天。”孙泽洲眼中噙着泪花说。他表现，与月球探测使命相比，火星探测不但要面对最远4亿公里的迢遥间隔，而且火星情况与地球情况有较大差别；别的，我们没有火星大气模仿实测本领，也没有颠末飞行验证后的数据，火星大气稀薄受季候、火星风暴等影响非常不稳固；火星外貌地形复杂，遍布岩石、斜坡、沟壑等停滞物；火星尘暴较地球更为严峻……这些因素给着陆火星带来了极浩劫题，安全着陆风险非常高。

要想安全稳固地降落到火星外貌，起首面对的题目就是让高速疾驰的“天问”减速。超音速降落伞是减速技能中难度最大的一个环节，天问一号在利用降落伞时要包管在超音速、低密度、低动压下打开，而这个过程存在开伞困难、开伞不稳固等题目。“每个环节都必须确保精准无误，差一秒都大概造成整个使命的失败。”孙泽洲说。

“就像自家孩子去远方观光”

孙泽洲先容，天问一号从火星大气层外缘通过软着陆的方式降落到火星外貌，整个着陆过程步步惊心，大抵分为以下几个步调：先是探测器对准进入火星大气层的一个局促的进入走廊，接着气动减速，然后火星专用降落伞睁开；待降落伞完成任务后，探测器抛掉大底和背罩，暴露着陆平台和火星车；大推力发动机开始工作，探测器观察地面，探求最安全的详细着陆所在；末了四条着陆腿稳稳降落在火星外貌。整个过程短暂却又复杂，地面完全没有干预的时机，完端赖“天问”自主决定各个动作实行的机遇。

孙泽洲坦言，火星着陆乐成，谁也没有百分百的把握，由于即便在地球上模仿得再像，真正到了着陆火星那一刻，照旧有些告急的。孙泽洲告诉记者，如今他的心还没有完全放下，由于“祝融号”还没开展巡视探测工作。在孙泽洲看来，这次“祝融号”的探火之旅，就像本身的孩子去远方观光一样，家长对本身孩子的自理本领很放心，但内心多少又有一些挂念。“由于前期计划、地面验证都没有题目，天问一号升空之后团体体现也非常好，我们布满信心。”

孙泽洲表现，我们如今探测火星的履历，很大水平上是在探月的底子上积聚的，探月为我们的行星探测打下了很好的底子，这次敢于一次使命同时实现“绕、着、巡”就是由于之前我们在月球着陆时打下的技能底子。但从38万公里到4亿公里，这个难度级数不是在一个档次的，且火星的大气由于季候的变革也存在很大的不确定性。“深空探测，第一次总是有困难的，但随着我们走的次数越多，越来越远，我们留在太空中的这些航天器，不但完成它们的航天使命，还可以为后续使命提供中继支持、遥感数据支持等。”

自主降速降服“玄色9分钟”

航天科技团体五院总体计划部火星探测器总体主任计划师王闯告诉记者，被火星乐成捕捉以后，天问一号颠末几个月的充实预备终于开启了第二阶段的着陆使命。火星北半球多平原，南半球多山地，因而此次软着陆的所在就选在火星北半球的乌托邦平原的南部。整个降落过程大抵分为“进入——减速——软着陆”，简称EDL（Entry，Descent，Landing）。天问一号在进入火星大气层以后起首借助火星大气举行气动减速，这个过程它降服了高暖和姿态毛病。气动减速完成后，“天问”的降落速率也减掉了90%左右;紧接着“天问”打开降落伞举行减速，当速率降至100米/秒时，又通过反推发动机举行减速，由大气减速阶段进入动力减速阶段。在间隔火星外貌100米时，天问一号进入悬停阶段，完成精避障和缓速降落后，着陆巡视器在缓冲机构的掩护下抵达火星外貌。

总的来说，整个过程天问一号在9分钟内将约2万千米/小时的速率降至0米/小时。值得一提的是，固然此前我国已有月表着陆履历，但是此次火星软着陆使命更加艰巨。一方面火星外貌大气的密度是地球的1%左右，比月球的情况更复杂；另一方面火星离地球间隔更加迢遥，通讯时延单程到达20分钟左右，因此整个着陆过程只能靠天问一号自主完成，履历“未知9分钟”，这9分钟也可以称为“玄色9分钟”。

两器分离须经“惊心三部曲”

此次使命中，火星围绕器由中国航天科技团体八院抓总研制。天问一号接纳先围绕再着陆的方式，重要缘故原由是我国初次发射探测器去火星，对火星外貌情况及地形不是很相识，必要先捕捉进入环火轨道，在环火停泊轨道上对着陆区举行详查，确定着陆区环境后再举行着陆。

两器分离及着陆过程是什么样的？航天科技团体八院天问一号探测器副总指挥张玉花先容，天问一号在周期为两个火星日的停泊轨道上运行，在到达近火点前约6小时，围绕器4台120N发动机点火约两分多钟，实行降轨机动，进入火星大气进入轨道，之后转为两器分离姿态，并实行两器分离动作。着陆巡视器和围绕器分离后，继承沿火星大气进入轨道飞行，分离后再颠末3个多小时进入火星大气，依赖气动减速、降落伞减速、发动机减速、悬停避障，终极安全着陆在火星外貌。围绕器则在分离半小时后举行升轨机动，返回停泊轨道。

张玉花先容，两器分离颠末了“降轨、分离、升轨”三部曲，可谓步步惊心。降轨毛病过大，会影响着陆巡视器进入火星大气时的进入角、经纬度等参数，终极影响着陆过程。若分离有题目，探测器可以或许自主判定取消分离，继承携带着陆巡视器飞行，等候后续着陆时机；若分离乐成，但围绕器升轨近火点高度不敷，会有进入火星大气坠毁的风险，探测用具备轨控故障自主处置惩罚本领，包管升轨过程可靠实行；着陆巡视器进入火星大气至着陆到火星外貌，整个过程时间短动作多，全部依赖探测器自主完成。

那怎样知道两器分离及着陆过程中的信息？八院技能专家先容，两器乐成分离后，围绕器和着陆巡视器通过UHF中继通讯装备举行信息交互，着陆巡视器将分离后及着陆过程中的遥测信息通过UHF中继通讯发送给围绕器，围绕器利用大口径高增益天线对地转发这些紧张遥测数据，再颠末17分钟左右的无线电波远间隔传输时间，地面就可以收到这些紧张的着陆过程信息。

着陆之后的后续工作有哪些？张玉花说，着陆巡视器安全着陆后，会举行桅杆、太阳翼、天线、车轮等机构的开释睁开，随后火星车驶离着陆平台，行驶到火星外貌开展巡视探测。围绕器在完成着陆过程的中继通讯使命后，再在周期为两个火星日的停泊轨道上运行一圈，之后在近火点实行变轨机动，将轨道变为周期为三分之一个火星日的中继轨道，如许一个火星日内，围绕器可为火星车提供一次近火点中继通讯和一次远火点中继通讯，为后续的巡视探测使命提供指令上注和探测信息传输服务。

即将开启火星探险

乐成着陆火星，“绕、着、巡”的使命终于进入到末了一步。着陆后，进入舱将着陆信息通过围绕器转发地面。统统预备停当后，火星车将自主驶离进入舱，抵达火面，开始新的征程。

探测火星不但是工程使命的突破，更是行星科学范畴的突破。除了通例的通讯、能源（太阳能帆板）、支持布局、动力体系等部门外，“天问”团体上携带了13 种科学载荷，此中 7种在火星上空的围绕器上，分别是中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪；6种分布在火星车上，分别是多光谱相机、次表层探测雷达、火星外貌身分探测仪、火星外貌磁场探测仪、火星景象丈量仪、地形相机。它们共有五大任务，重要涉及火星空间情况、地表形貌特性、泥土表层布局等研究，将给中国带来火星的第一手资料。此中，与景象有关的研究项目将网络有关温度、气压、风速和风向的大气数据，并研究火星的磁场和重力场，这些也将解答大众的好奇——火星毕竟是什么样的天气。

登岸火星后，接下来将在符合的机遇开释“祝融号”火星车。我国积聚了名贵的探月履历，但月表近乎真空，而火星有大气层，这会大大增长探索火星的难度。火星上的风速可达每秒180米，这险些是地球上特大台风风速的3倍还多。这如野兽般凶恶的烈风会掀起大量的沙尘，石块，形成特大沙暴。面临如许的环境，计划师利用了一种新型质料，这种质料不易沾上尘土，纵然沾上也可以通过振动将其抖落。别的，火星外貌还密布着石块等停滞物，这就使得火星车的驾驶必要更加地“警惕翼翼”。以免被停滞物卡住造成操纵的迟滞。当在火星上碰到复杂的路况时，地球上的火星车将对火星路况举行模仿行驶，确认无误后才会发出指令。按照筹划，90个火星日后，火星车将竣事巡视探测工作，围绕器也将举行轨道调解，从而开展围绕科学探测。

作者：肖欢欢 返回搜狐，检察更多

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