为何飞了这么久？着陆之后做什么？设计师揭秘天问一号
杭州网 发布时间：2021-05-16 08:24
落火过程有多险？
由天问一号自主完成，经历“未知9分钟”
天问一号落火分三步：进入，减速和软着陆，简称“EDL”。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。
“这是整个任务中风险最高的一步，着陆过程无法由地面实时控制，只能靠天问一号自主完成。”王闯告诉记者，进入火星大气层以后，天问一号首先借助火星大气进行气动减速，克服超高速摩擦产生的高温、气动带来的姿态偏差等挑战，将约2万千米/小时的下降速度减掉了90%左右；紧接着，天问一号打开降落伞，进行伞系减速，当速度降至100米/秒时再通过反推发动机减速，由大气减速阶段进入动力减速阶段。距离火星表面100米时，天问一号进入悬停阶段，精准避障、缓速下降后，着陆巡视器在缓冲机构和气囊的保护下稳稳降落在火星表面。
难中之难是降落伞。“超音速降落伞是减速技术中难度最大的环节，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。”王闯说，由于火星大气稀薄，研制人员设计了具备高效减速性能的探测器气动外形和防热结构，同时采用了更轻量化的防热材料。
虽然此前我国已有月面着陆经验，但这次天问一号火星软着陆任务更艰难。“地面站与探测器间通信是通过无线电波实现的，传播速度每秒约30万千米。月球到地球的平均距离是38万千米，所以月球探测器与地球通信时几乎感觉不到延时，但地球到火星之间的距离是变化的，最近时约5500万千米，最远时可达到4亿千米。”郑永春告诉记者，由于距离远，地面与火星探测器的通信面临最长接近20分钟的延时，科研人员无法随时控制探测器，考验前所未有。
“我国首次实施火星探测任务，没有火星环境特别是大气等参数的一手数据，相当于在一个完全未知的环境步步摸索，难度可想而知。”航天科技集团五院总体设计部火星巡视器总体主任设计师陈百超说。
在天问一号着陆巡视器落火前一天，英国《自然》杂志发表评论文章，称“祝融号”火星车着陆是对中国深空探测能力的最大考验。报道还援引意大利博洛尼亚射电天文研究所行星科学家罗伯特·奥罗塞的话：“这项任务对中国来说是一个巨大的飞跃，因为他们一次就完成了美国宇航局花了数十年才完成的任务。”
来源:中国纪检监察报 作者：记者 柴雅欣 编辑：管鹏伟
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