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人民網(wǎng)北京5月15日電 （趙竹青）5月15日，天問一號成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，我國..火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。天問一號任務(wù)實現(xiàn)了我國..地外行星著陸，是中國航天事業(yè)發(fā)展中又一具有重大意義的里程碑。

著陸過程“步步驚心” 全程靠“自主”

據(jù)航天科技集團五院“天問一號”探測器產(chǎn)品保證經(jīng)理饒煒介紹，“天問一號”探測器自2020年7月23日成功發(fā)射，..入軌后，已按預(yù)定飛行程序在軌飛行了約295天；自2021年2月10日成功環(huán)繞火星后，相繼完成了著陸區(qū)預(yù)探測、軌道維持、自檢等關(guān)鍵飛行控制任務(wù)，期間，能源平衡，狀態(tài)穩(wěn)定，各分系統(tǒng)工作正常。

5月15日凌晨1時許，天問一號探測器在停泊軌道實施降軌，機動至火星進入軌道。4時許，著陸巡視器與環(huán)繞器分離，歷經(jīng)約3小時飛行后，進入火星大氣，經(jīng)過約9分鐘的減速、懸停避障和緩沖，成功軟著陸于預(yù)選著陸區(qū)。兩器分離約30分鐘后，環(huán)繞器進行升軌，返回停泊軌道，為著陸巡視器提供中繼通信。后續(xù)，“祝融號”火星車將依次開展對著陸點全局成像、自檢、駛離著陸平臺并開展巡視探測。

“天問一號”火星探測器從火星大氣層外緣通過軟著陸的方式降落到火星表面，整個著陸過程步步驚心，技術(shù)十分復(fù)雜。

著陸過程大致分為以下幾個步驟。先是探測器瞄準(zhǔn)進入火星大氣層的一個狹窄的進入走廊，接著氣動減速，然后火星專用降落傘展開；待降落傘完成使命后，探測器拋掉大底和背罩，露出著陸平臺和火星車；大推力發(fā)機動開始工作，探測器觀察地面，尋找.安全的具體著陸地點；.后四條著陸腿穩(wěn)穩(wěn)降落在火星表面。

整個過程，短暫又復(fù)雜，地面完全沒有干預(yù)的機會，完全靠“天問一號”自主決定各個動作執(zhí)行的時機。

高速急剎車？“超音速降落傘”顯身手

要想平安穩(wěn)定地降落到火星表面，首當(dāng)其沖的問題就是讓高速奔馳的“天問一號”減速。

但是，與月球探測任務(wù)相比，火星探測不僅要面臨4億公里的遙遠距離，而且火星環(huán)境與地球環(huán)境有較大差異且不確知，不僅大氣稀薄，而且我們沒有火星大氣模型實測手段，國內(nèi)也沒有經(jīng)過飛行驗證的數(shù)據(jù)；此外，火星大氣受季節(jié)、夜晝、火星風(fēng)暴等影響非常不穩(wěn)定；火星表面地形復(fù)雜，遍布巖石、斜坡、溝壑等障礙物；火星塵暴較地球更為嚴(yán)重，這些因素給著陸火星帶來了極大難題，安全著陸風(fēng)險非常高。

“超音速降落傘是減速技術(shù)中難度.大的一個環(huán)節(jié)，天問一號在使用降落傘時要保證在超音速、低密度、低動壓下打開，而這個過程存在開傘困難、開傘不穩(wěn)定等問題。”航天科技集團五院“天問一號”探測器總體主任設(shè)計師王闖表示。

他解釋道，“由于火星大氣非常稀薄，進入火星時要求探測器的氣動外形具備高效的減速性能，同時需要更輕量化的防熱材料。”

經(jīng)歷“恐怖9分鐘” 方案選擇定“生死”

除了減速設(shè)計，火星進入方案的選擇也至關(guān)重要，甚至可以說決定“生死”。

因為，從開始踏上進入點的那一刻起，“天問一號”就迎來了此次探火旅程中.為兇險、.為驚心動魄的“恐怖9分鐘”。

據(jù)悉，目前人類火星探測任務(wù)成功率僅有五成左右，大部分失敗都是折戟在“進入/下降/著陸”這一階段?！盎鹦翘綔y.大的難點就是著陸，這個過程需要融合氣動外形、降落傘、發(fā)動機、多級減速和著陸反沖等多項技術(shù)才能實施軟著陸。每個環(huán)節(jié)都必須確保精準(zhǔn)無誤，差一秒都可能造成整個任務(wù)的失敗?！焙教炜萍技瘓F五院“天問一號”探測器總設(shè)計師孫澤洲說。

“為此，早在著陸前，‘天問一號’在火星停泊軌道上就對著陸區(qū)進行了詳查預(yù)探測，獲取了大量的著陸區(qū)地形地貌的數(shù)據(jù)，并對火星塵暴發(fā)生的概率進行了評估；同時，火星探測器繼承了嫦娥三號、四號、五號成熟的懸停、避障技術(shù)，以確保安全著陸。在上述這些措施的基礎(chǔ)上，我們還在國際上..采用了基于配平翼的彈道-升力式進入方案，以降低火星大氣參數(shù)不確定性帶來的風(fēng)險，提高適應(yīng)能力?！睂O澤洲表示。

“天問一號”成功登陸火星后，我國..輛火星車即將閃亮登場。讓我們期待“祝融”的精彩表現(xiàn)！

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