探火要邁幾道坎?——盤點中國首次火星探測5道難關

2020-12-22 中國新聞網

　　中新社文昌7月23日電 題：探火要邁幾道坎？——盤點中國首次火星探測5道難關

　　作者 郭超凱 龐丹

　　7月23日，中國首次火星探測任務天問一號探測器在文昌航天發射場發射升空。「天問一號任務將一次實現『繞、著、巡』三大目標，此前世界上還沒哪個國家可以一次同時實現，任務難度非常大。」中國航天科技集團所屬中國空間技術研究院火星探測器總設計師孫澤洲如是說。

　　火星探測並非易事。在奔向火星的圓夢之旅上，天問一號探測器將面臨哪些難點和風險？記者採訪相關專家，盤點探火路上的溝溝坎坎。

圖為長徵五號遙四火箭在中國文昌航天發射場點火升空。 駱雲飛 攝

　　第一道難關：任務起點高，技術跨度大

　　截至2020年6月底，世界各國先後進行40多次火星探測活動，但任務成功概率只有五成左右。由此可見，火星探測任務本身風險較高。

　　據中國空間技術研究院深空探測專家介紹，此次中國火星探測任務的發射規模非常大，環火探測與國際水平相當；探測器研製中，關聯性異常複雜；首次地外有大氣天體進入面臨諸多技術挑戰，比如在軌道、氣動、防熱、大帆面降落傘等近十個方面的設計，都要實現新技術突破和技術跨越。

　　第二道難關：設計約束新，不確定性大

　　面對遙遠而未知的星球，天問一號探測器在奔赴火星的旅程中，不可避免要經受新環境的考驗。公開資料顯示，火星上稀薄大氣、風場、塵暴、火面地形地貌等基礎數據非常少，而且不確定性大。

　　嶄新的行星際空間環境，使得原本風險極高的探測任務難度更上一層樓；而最長旅途高達4億公裡的遠距離以及大時延等火星新約束條件，對探測器自主能力要求頗高。這對火星成功進入和著陸、測控通信、火星車能源、熱控、火面移動等一系列設計，以及電子產品的工藝、環境適應性等方方面面帶來巨大挑戰和不確定性。

　　第三道難關：關鍵技術多，攻關難度大

　　在此次火星探測任務中，關鍵性、唯一性且不可逆的環節非常多，如近火捕獲制動、器器分離、進入/下降/著陸、火星車釋放分離等關鍵技術。

　　「天問一號火星探測任務最核心、最難的地方，就是探測器進入火星大氣後氣動外形和降落傘減速的過程，只有一次機會，必須確保成功」。對於探火任務，孫澤洲有著冷靜而清晰的認識。為此，研製團隊攻關了全新氣動外形、新型降落傘等關鍵技術，為成功降落火星「保駕護航」。

　　第四道難關：驗證任務重，試驗難度大

　　天問一號探測器上有不少新技術是原來衛星或者探測器未使用過的。為了確保探測器的可靠性，研製團隊開展了大量的試驗驗證，除了常規的力、熱等試驗外，還要完成氣動外形，防熱燒蝕，懸停避障、緩速下降及著陸，火星車內場、外場等系統、分系統及單機級專項試驗，驗證任務極其繁重。

　　中國空間技術研究院深空探測專家表示，這些專項試驗不但試驗方法、方案確定難，而且火星環境模擬、試驗實施、試驗結果判定等難度也很大。此外，試驗驗證的充分性、有效性、覆蓋性以及試驗仿真驗證的難度也極大。但多重困難並沒有嚇退火星探測研製團隊，設計師們爭分奪秒地開展了大量試驗驗證和各項任務準備工作，為天問一號探火之旅鋪平了道路。

　　第五道難關：研製周期緊，進度風險大

　　中國火星探測起步較晚。從任務立項伊始，研製團隊就一直在奔跑。2016年初探火任務正式批覆立項；2016年7月，火星探測器研製轉入初樣；2016年底，探測器完成全部關鍵技術攻關和詳細設計……此後，研製團隊一路「馬不停蹄」，在短短4年多的時間內完成了從產品研製驗證到待命出廠、再到按計劃發射。

　　此外，火星探測任務屬於中國航天重大工程任務，參研單位多達幾百家，多線並行、多地並進、多種狀態流程串並行，銜接關係極其複雜，協調管理和資源保障難度大。為此，研製團隊發揮全國大協作精神，精心策劃、精準實施，確保了中國首次火星探測任務的順利進行。(完)

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