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探火之路不簡單——我國首次火星探測任務還要邁過幾道關?
2020-07-27 18:22:57 來源: 新華網
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  新華社北京7月27日電 題:探火之路不簡單——我國首次火星探測任務還要邁過幾道關?

  新華社記者胡喆

  我國首次火星探測任務要一次性實現“環繞、著陸、巡視探測”三大任務,這在世界航天史上前所未有,難度和挑戰也非比尋常。目前,“天問一號”已經在距離地球數百萬公裏之遙的奔火軌道上,極速前進,探測器各項功能及運行情況良好。探火之路,旅途漫漫,在奔向火星的路途上,“天問一號”究竟會面臨哪些難點和風險呢?

  難關一:任務起點高、技術跨度大

  截至今年6月底,世界各國舉行了40余次火星探測活動,但任務成功概率只有50%左右。由此可見,火星探測任務本身固有的風險非常大。

  專家介紹,此次我國火星探測任務的發射規模非常大,著陸有效質量僅次于美國的“好奇號”,環火探測與國際水平相當;探測器研制中,關聯性異常復雜;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,在設計上都要實現新的技術突破和跨越。

  難關二:基礎數據少、不確定性大

  面對遙遠而未知的星球,“天問一號”奔赴火星的旅程中不可避免地要經受新環境的考驗。現有掌握的資料顯示,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上加難;而最遠長達4億公裏的距離以及超遠距離帶來的通信延時等問題同樣約束著探測器的發揮,探測器要求有非常強的自主能力。

  此外,火星成功進入和著陸、測控通信,火星車能源、熱控、火面移動等一係列設計難題,也給探測器研制帶來方方面面的巨大挑戰和不確定性。

  難關三: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多。

  “我們這次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。”中國航天科技集團五院火星探測器總設計師孫澤洲説,對此,研制團隊專門設計了全新氣動外形、新型降落傘等,這些關鍵技術攻關難度極大。

  難關四:驗證任務重、試驗難度大

  “天問一號”火星探測器上有很多新技術是原來衛星或者探測器沒有使用過的。為了確保探測器可靠性,研制團隊開展了大量試驗驗證,驗證任務極其繁重。

  中國航天科技集團五院深空探測領域的專家告訴記者,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、覆蓋性以及試驗倣真驗證的難度也極大。

  多重困難疊加並沒有嚇退火星探測研制團隊,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。

  難關五:研制周期緊、進度風險大

  我國火星探測起步較晚,所以從任務立項伊始,研制團隊就在追趕中不斷前行。2016年初,探火任務正式批復立項;2016年7月,火星探測器研制轉入初樣;2016年底,探測器完成全部關鍵技術攻關和設計……此後,研制團隊一路馬不停蹄,在短短4年多時間內完成了從産品研制驗證到待命出廠再到按計劃發射的全部流程。

  此外,火星探測任務屬于我國航天重大工程,“集中力量辦大事”是我們的制度優勢,但參研單位多達幾百家,多線並行、多地並進、多種狀態流程並行,也帶來一係列問題和挑戰,協調管理難度較高。

  “中國的火星探測任務要一次實現繞、落、巡目標,這在世界上從來沒有哪個國家一次同時實現,任務難度非常大。但正因為有壓力,才能有動力,才能最終實現真正的突破。”孫澤洲説。

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【糾錯】 責任編輯: 吳咏玲
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