15日,天问一号成功着陆火星乌托邦平原!

我国首辆火星车“祝融号”

将开始进行火星表面巡视探测

今天下午6时许

“祝融”发出首条微博

问候地球朋友们:

“地质学家说,

我的软着陆区很可能是

一个古海洋所在地,

有很高的科学价值,

很可能会取得意想不到的科学成果。

……

目前我还在着陆巡视器内,

带着地形相机和多光谱相机、

次表层探测雷达、

磁场探测仪等6台科学载荷,

经过短暂调整后,

出仓并开展巡视探测。

期待全方位了解火星,

并且回传珍贵的数据和照片

给大家哦!”

评论区里

网友们潜心学习多年的火星文

终于派上了用场

团团的评论亮了!

你都看懂了吗?

2021年5月15日,天问一号着陆巡视器与环绕器实现分离,成功软着陆于火星表面,实现了人类航天史上的又一次壮举,竖起了中国航天史上又一座激动人心的里程碑。由中国航天科技集团六院研制交付的78台各型发动机,推举长征五号遥四运载火箭,助力天问一号探测器,将液体动力的贡献贯穿全程。

要想成功飞向火星,搭载火星探测器的运载火箭必须达到第二宇宙速度,方能助力探测器脱离地球引力。在长征五号遥四运载火箭上,配置了由六院研制生产的8台120吨级液氧煤油发动机、2台50吨级氢氧发动机、2台9吨级膨胀循环发动机及18台作为辅助动力的姿控发动机。这30台四型发动机,将我国运载火箭的近地轨道运载能力,从9吨提升至25吨,从而实现火箭的一飞冲天,为天问一号探测器向着火星的漫漫星途提供强劲可靠的动力保障。

在经历近7个月的奔火旅程后,天问一号探测器成功开始绕火星飞行,从它发回的飞行视频中,火星大气、火星表面的环形地貌清晰可见。

绕火星飞行,是我国第一次火星探测三步走任务“绕、着、巡”中的第一步,也是整个火星探测任务中技术风险最高、技术难度最大的环节之一。

超过4.75亿公里的飞行距离里,天问一号始终以太阳为中心飞行,力保在探测器到达火星轨道时,火星也刚好达到,从而实现被火星捕获,成为围绕火星飞行的一颗卫星。

只有实现这个前提才能完成后续探测器进入到着陆前的停泊轨道、实施着陆和开展火星表面工作等一系列关键动作。这一过程,也可以理解为一辆行驶在高速公路上的汽车即将寻找一个准确的时机进入匝道,这要求对它当前位置作出精准的测量,并保证能够稳、准、狠地踩下刹车。

这是一个一次性不可逆的过程,如果一旦发动机未能点火,或是点火姿态出现问题,将会导致整个任务的失败。

由六院研制生产的3000牛轨控发动机就是肩负着近火制动任务的关键。要确保在15分钟左右的时间里,把探测器与火星的相对速度从每秒5.1公里降低到每秒4.5公里,这要求发动机不仅要快速点火启动,还要保证在额定点长时间连续稳定工作。

相较之前的探月任务有所不同,火星表面存在以二氧化碳为主要成分的稀薄大气,会在发动机下降过程中带来摩擦生热等问题。因此探测器着陆方式也从之前月球真空环境下的变推力发动机反推着陆,改变为降落伞和变推力发动机共同作用。

六院研制团队还对变推力发动机表面的涂层材料做了改进,以更好地适应100米/s的火星大气来流对发动机涂层的冲刷等影响。用绿色、先进、可靠的液体动力技术,护送祝融号火星车安全踏上火星地表。

在“天问一号”探测器上,六院研制交付了着陆巡视器和环绕器的推进分系统,共计48台大大小小的发动机。它们分别为着陆器着陆过程悬停、避障及缓速下降过程提供了可靠动力,为环绕器系统提供轨道转移、制动捕获、轨道调整以及姿态控制所需的精准动力。

当进入合适的着陆时机,天问一号在3000牛发动机作用下,下降到距离火星100千米的高度,实现环绕器和着陆器分离。

为使着陆巡视器降低运行速度达到着陆要求,作为着陆巡视器主发动机的7500牛变推力发动机接续发挥关键作用,为着陆巡视器动力减速、悬停避障和缓速下降等软着陆任务提供轨控推力。

与此同时,环绕器在3000牛发动机作用下,高度开始抬升,回到环火轨道,对火星全球环绕探测,持续为火星表面探测和地球的通信担当中继卫星。

地球距离火星上亿公里,信号指令传输需要数十分钟,因此很多时候,探测器的发动机得自主行动。因此,在推进分系统的前期设计中,六院研制团队使用了自主管理系统,让探测器自己判断突发情况自己采取行动化解,实现当判断动作时机到来时,探测器能够自动执行任务。

按照计划,近火捕获开始15分钟后发动机点火就会结束,但因为飞行的轨道设计,发动机点火开始后没多久,“天问一号”就飞到了火星背面的“星掩区”,火星的遮挡完全中断了探测器和地球之间的通信。为实现自主管理,确保任务顺利完成,六院研制团队开展头脑风暴,分别为环绕器和着陆巡视器设想了10余种自主管理方案和故障预案,比如发动机贮箱欠压、超压等。为推进分系统开展了发动机故障自主切换冗余设计、配置了制导导航和控制系统等保障。

历经9个多月的长途跋涉,经历了惊心动魄的火星着陆“黑色九分钟”,中国火星探测器“天问一号”成功着陆在火星表面,在此刻正距离地球3.2亿公里的遥远星球上,留下了中国行星和深空探测的“脚步”。习近平总书记在贺电中指出:“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。”

“天问一号”成功登陆火星,既是我国首次火星探测任务的重要内容,也是奠定任务成功的关键一步。待到“祝融号”火星车驶出,在位于火星北半球的乌托邦平原迈开脚步进行科考,“通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视”的中国首次火星探索计划也将实现预想目标。从2020年7月23日成功发射揭开我国地外行星探测新篇章,到成为我国第一颗人造火星卫星、首次拍摄火星高清影像……短短10个月不到的时间内,“天问一号”创造了我国深空探测领域的多个新突破。“天问一号”代表中国航天器首次登上火星,实现了我国首次地外行星着陆,推动我国星际探测再上新台阶,无疑也是人类航天史上的一次壮举。

踏上遥远的红色星球,彰显着无所畏惧的探索精神。火星探测风险高、难度大,长途星际飞行存在不确定性。尤其是着陆火星面临巨大的风险考验,在仅有五成左右成功率的人类火星探测任务中,火星着陆是失败率最高的阶段。稀薄而不稳定的火星大气,复杂的火星表面地形,极其严重的火星尘暴,再加上十多分钟的通信延迟,“天问一号”经历了此次探火旅程中最为凶险的“黑色 9分钟”。中国航天器首登火星就毫发未损过关,让人惊叹。在“天问一号”自主完成着陆火星的背后,是地外行星软着陆等一系列关键技术的保驾护航;惊心动魄的短短几分钟,凝结着航天人昼夜不息的执着攻关、卓越创新。航天人勇于挑战、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这卓越功勋。

火星是太阳系中与地球最为相似的行星,也是一颗承载人类最多想象的星球。当前,人类太空活动范围已覆盖太阳、行星及其卫星、小行星等各种类型天体。对行星的探测和研究,既能够拓展和延伸人类活动空间,也有助于解开地球自身的秘密,并对地外生命的寻找产生重要影响。作为中国行星探测的第一站,火星探测是从月球到行星探测承前启后的关键环节,肩负着非凡的意义——从火星起步,然后向更遥远的行星及行星际进发,无论是发展航天尖端技术还是科学的全新探索,乃至满足人们对浩瀚宇宙的好奇心,都将有着巨大的收获。此次实现火星的着陆以及后续的火星实地探访,不仅仅是太空技术的突破,也是行星科学领域的突破。

火星已在脚下,梦想又一次脚踏实地。探索浩瀚宇宙是人类的共同梦想,驱动着我们一步一个脚印开启星际探测新征程。“天问一号”成功登陆火星后,我国第一辆火星车即将在火星上迈开脚步、闪亮登场,让我们期待“祝融”的精彩表现!

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