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落火成功!习近平致电祝贺!中国航天科工助力任务圆满成功

发布时间:2021-05-17    信息来源: 中国航天科工

记者从国家航天局获悉,科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认,5月15日7时18分,天问一号着陆巡视器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。

中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平致贺电,代表党中央、国务院和中央军委向首次火星探测任务指挥部并参加任务的全体同志致以热烈的祝贺和诚挚的问候。

习近平在贺电中指出,天问一号探测器着陆火星,迈出了我国星际探测征程的重要一步,实现了从地月系到行星际的跨越,在火星上首次留下中国人的印迹,这是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展。你们勇于挑战、追求卓越,使我国在行星探测领域进入世界先进行列,祖国和人民将永远铭记你们的卓越功勋!

习近平强调,希望你们再接再厉,精心组织实施好火星巡视科学探测,坚持科技自立自强,精心推进行星探测等航天重大工程,加快建设航天强国,为探索宇宙奥秘、促进人类和平与发展的崇高事业作出新的更大贡献!

中国航天科工研制生产的相控阵敏感器、高性能晶体元器件和电连接器、纳米气凝胶材料、加速度计、解锁分离装置等系列产品为天问一号开展火星环绕、着陆和巡视探测作出重要贡献。

我国相控阵敏感器首次亮相太空

天问一号火星探测器一次实现火星环绕、着陆和巡视探测,其中探测器着陆是本次火星探测任务的关键环节。二院25所自主研发的相控阵敏感器首次实现地外天体着陆测量,在天问一号着陆火星过程中发挥关键作用。

图为相控阵敏感器团队在进行产品测量精度分析

相控阵敏感器能够精准测量探测器相对于火星表面的距离、速度等信息,用于着陆器发动机减速、悬停和软着陆控制,保障探测器平稳着陆火星表面。

深空探测任务的特点决定火星探测器需要在太空长时间工作,因而对自身的重量和体积提出了极为严苛的要求。由航天科工研发的微波雷达曾圆满完成历次空间交会对接任务,此次研制团队积极开拓空间探测新领域,自主研发的相控阵敏感器在系统集成、测量体制等方面具有突出的技术优势,深度契合空间产品小型化、集成化的要求。

目前国际普遍使用的着陆雷达,需要多个雷达天线实现不同方向的测量,而该型相控阵敏感器使用一套天线即可实现120°视场内任意方向的精确测量,极大降低了产品重量和体积。此前,研制团队开展了一系列地面试验模拟火星地貌和气候,充分验证相控阵敏感器在火星不同光照、温度、扬尘等条件下的工作精度和可靠性。

“定制化设计”保障天问一号平稳着陆

应用降落伞减速是确保探测器平稳着陆的关键环节之一,任务前期需要开展试验进行反复验证。三院三部研制的“定制化”火箭制导舱,成功将4发试验火箭准确控制到试验预定高度、速度和姿态角窗口,有效验证了探测器着陆降落伞的各项指标。据悉,三部自主研制的试验火箭一体化制导舱,能够在初始发射阶段和30km以上高度飞行时实现火箭姿态的精准稳定控制。

天问一号离轨着陆阶段,三院33所研制的加速度计能够提供准确的加速度测量信息,帮助着陆巡视器实时获取速度、位置等信息,保障着陆巡视器GNC(制导导航与控制分系统)的自主惯性导航精度,为顺利着陆提供重要前提。

图为技术人员正在洁净间装配加速度计

天问一号着陆过程中,环绕器和着陆巡视器需要完成分离,着陆火星后,着陆平台需要释放火星车,每个环节都需要“定制化”的解锁分离装置来实现。三院111厂为此次任务研制了两器连接解锁装置、背罩连接解锁装置、大底连接分离装置、火星车连接解锁装置等6项装备,这些关键部件实现了着陆巡视器与环绕器的连接解锁及分离功能,并在着陆后完成火星车与着陆平台的解锁分离。

为天问一号稳定安全运行保驾护航

因探测环境差异巨大,天问一号需要接受“冰火两重天”的温度考验,三院306所为天问一号研制了两类高性能纳米气凝胶材料,以其高效防寒隔热功能为火星探测任务保驾护航。其中超低密度纳米气凝胶隔热板用于阻隔火星表面低至-120℃的极寒环境,该类超轻质材料密度仅为常规气凝胶材料的十分之一,可以有效降低火星车负载。耐高温纳米气凝胶隔热组件用于阻隔着陆发动机产生的高达1200℃的高温热流,保护着陆平台的正常功能。

二院203所为天问一号的通讯系统、制导系统、控制系统研制生产了系列晶体元器件产品。晶体元器件体积虽小,却可以为电子设备提供稳定的频率信号,因此常被称为电子设备的“心脏”。203所研制生产的晶体元器件产品具有可靠性高、性能指标优、环境适应性好等特点,很好地满足了探测器在太空中长时间飞行的需要。

三院304所对接收、处理火星探测数据的地面应用系统开展软件测试,为天问一号信号接收软件做好“体检”。304所研发的火星探测任务分析与评估系统,为测控总体的方案设计、过程仿真和结果评估提供定量化分析手段,有效支撑测控总体迭代优化。

航天江南所属航天电器公司为本次火星探测任务研制生产的连接器、继电器产品超过6000只(套),在相关系统中承担信号传输、信号控制与信号通断等作用,成为电信号传输系统的“神经枢纽”。探测器遨游太空、着陆火星,其一身“钢筋铁骨”离不开航天科工所属航天精工研发生产的数以万计高强度、高性能紧固件产品,在提高探测器耐高低温、抗疲劳等综合性能方面发挥了重要作用。

后续火星车将与着陆平台解锁分离,开启火星巡视探测任务。航天电器“定制化”设计研发了矩形分离连接器和射频脱落连接器,实现了火星车与着陆器之间控制信号的物理连接与分离,是保证背罩、大底和着陆器三大结构部件可靠分离的关键部件。

火星表面地貌复杂,如何让火星车在能够自如地爬坡下坎,航天江南群建精密公司为火星车设计研制了“定制化”的悬架减速自锁装置。这套装置由两部分组成,其中一部分用于夹角调节机构,另一部分用于离合器机构,二者相互配合,使得火星车能够精准调节车体姿态以适应火星表面地形地貌。同时,安装在火星车上的加速度计随时为GNC提供测量信息,确保火星车移动的过程中能够随时精准“感知”速度、位置,为火星车安全平稳地开展工作保驾护航。

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5月15日凌晨1时许,天问一号探测器在停泊轨道实施降轨,机动至火星进入轨道。4时许,着陆巡视器与环绕器分离,历经约3小时飞行后,进入火星大气,经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲,成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后,环绕器进行升轨,返回停泊轨道,为着陆巡视器提供中继通信。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。

我国首次火星探测任务于2016年正式批复立项,计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视,对火星进行全球性、综合性的环绕探测,在火星表面开展区域巡视探测。天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器组成,着陆巡视器包括“祝融号”火星车及进入舱。探测器自2020年7月23日成功发射以来,在地火转移阶段完成了1次深空机动和4次中途修正,于2月10日,成功实施火星捕获,进入大椭圆环火轨道,成为我国第一颗人造火星卫星。2021年2月24日,天问一号探测器成功实施第三次近火制动,进入周期2个火星日的火星停泊轨道后,对火星开展全球遥感探测,并对预选着陆区进行详查,探测分析地形地貌、沙尘天气等,为着陆火星做准备。任务实施过程中,中国国家航天局与欧空局、阿根廷、法国、奥地利等国际航天组织和国家航天机构开展了有关项目合作。目前,探测器已在太空运行295天,距离地球约3.2亿千米。

火星探测风险高、难度大,探测任务面临行星际空间环境、火星稀薄大气、火面地形地貌等挑战,同时受远距离、长时延的影响,着陆阶段存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等难点。天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术,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。


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