多年前,屈原仰望星空写下名篇《天问》。年7月23日12点41分,我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务“天问一号”探测器。
发射升空仅仅是第一步,还有“考验”等着它
火箭飞行约秒后,成功将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步。不过,火箭将天问一号发射升空进入预定轨道仅仅是第一步。南京航空航天大学微小卫星中心主任康国华告诉记者:“天问搭乘火箭,要进入到一个‘地球火星转移轨道’,到这个位置之后,下面那就需要天问在茫茫的太阳系里面运动到火星。”
“天问一号”探测的整个飞行过程包括发射、地火转移、火星捕获、火星停泊、离轨着陆和科学探测等六个阶段。发射升空后,天问一号探测器将“长途跋涉”约7个月才能飞抵火星。预计要到年2月末,才能到达火星轨道。康国华告诉记者,探测器要想顺利着陆火星,需要环绕器一脚精准的刹车,才能让火星成功捕获探测器。
火星捕获是火星探测任务中技术风险最高、最为重要的环节之一,在火星探测器从地球飞向火星的过程中,能够被火星引力所捕获的机会只有一次。当被火星抓住后,着陆器着陆过程也是最难的地方,火星环绕器面临诸多挑战。因为速度非常得快,同时由于地火之间的信号传播存在至少有几分钟的延时,所以基本上是靠探测器自主去着陆:“如果顺利地经历这黑暗的几分钟降落之后,天问一号就能顺利到火星表面着陆,下一步就开始在火星的表面去行走。”
被火星成功捕获后,环绕器将与着陆巡视器分离。让我们共同期待着,中国火星车在火星上留下一道道的中国印迹。
天问一号背后,有不少江苏元素、江苏力量。火星探测器总设计师孙泽洲是南京航空航天大学级校友。
火星探测器总指挥、总设计师顾问,中科院院士叶培建,则是南航航天学院院长。
此外,南航也是国内唯一独立承担火星探测器载荷研制任务的高校,承担了天问一号探测器信标装置研制工作。今天(7月23日)上午,南京航空航天大学举办火星探测器发射直播观摩活动,邀请应急信标装置团队成员与学生分享交流。
火星探测器信标项目主任设计师、南京航空航天大学航天学院副教授张子建介绍:“信标装置总结起来,其实有点像信标机和黑匣子的结合体。它既具有高速的冲击防护功能,同时具有微小型的远距离通信功能。”
信标装置相当于黑匣子加上信标系统,主要在火星探测器着陆时提供通信保障。整个信标系统装置重量为4公斤,内部核心机电只有火柴盒大小。别看这个装置个头不大,但给科研人员带来的挑战可不小。
张子建用了一个形象的比方:“晚上的时候,被子要给它盖好,不能冻着。但是白天的时候还得晒着,不能盖得太多,太多之后就散不出去热了,有可能把它烧坏。所以必需进行精确的热控分析,这个挑战是比较大的。”
在空间体积限制下,要满足高强度冲击、极寒高温等方面苛刻要求,难度可想而知。经过6个月研制与技术攻关,研发团队克服重重困难,于今年4月正式交付信标装置。火星探测器信标项目总设计师、南京航空航天大学航天学院常务副院长陈金宝介绍,装上这个信标装置,应该是我们国家在全世界的首例。
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