天问一号着陆巡视器着陆火星可以说是闯过了重重难关。火星探测不仅要面临最远4亿公里的遥远距离,而且火星大气稀薄、地形庞大,着陆风险异常高。到现在为止,人类举行的火星探测义务乐成率只有50%左右,这其中大部门都是失败在了着陆火星阶段。天问一号从进入火星大气到最终着陆乐成,约莫履历了9分钟的时间。许多人用“恐怖”这个词来形容惊心动魄的这个阶段,那天问一号是若何闯过着陆火星的“恐怖9分钟”的?

  着陆历程9分钟 通讯时延18分钟

  “恐怖9分钟”的第一个“恐怖之处”来自于距离。

  由于地球与火星距离遥远,通讯时延到达了18分钟左右。我们从地面发出一条指令,天问一号要在18分钟之后才气收到,而整个着陆历程却只有短短9分钟左右。

  航天科技团体五院火星探测器进入舱制导与导航控制分系统副主任设计师 黄翔宇:它整个历程是全自主的,整个历程是不能逆的,而且地面是无法干预的,然后整个历程必须所有由探测器自主来决议。

  先后履历气动减速 下降伞减速 动力减速

  “恐怖9分钟”另外的“恐怖之处”,来自于整个着陆历程极其庞大,环环相扣,任何一个环节泛起问题,就可能导致着陆失败。要想稳固地下降到火星外面,首当其冲的问题就是要让高速航行的“天问一号”减速,整个减速历程主要分为气动减速、下降伞减速和动力减速三个阶段。

  气动减速阶段,是从天问一号着陆巡视器进入火星大气最先,此时,着陆巡视器被包裹在进入舱内,航行速率约每秒4.8公里,要靠火星大气的阻力来举行减速。而火星的大气密度只有地球的百分之一,减速效果十分有限。

  航天科技团体五院火星探测器气动主任设计师 李齐:这次我们的进入舱的迎风的大底的形状,我们是接纳球锥连系的这么一个形状。形状的利益首先是它可以提供一个对照大的一个减速效果,然后它所能提供的阻力要比我们的神舟飞船和我们的探月三期的返回舱大也许15%—20%。

  下降伞开伞历程很要害 要保持姿态稳固

  通过与火星大气的摩擦,将进入舱的速率从每秒4.8公里降到每秒460米左右,接下来下降伞将从进入舱的背部弹出,进入下降伞减速阶段。虽然气动减速已经减小了绝大部门的速率,然则此时进入舱依然是处于超音速状态,要在这种状态下保证下降伞顺遂打开,而且姿态稳固难度极大。

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  航天科技团体五院508所总工程师 接纳着陆领域专家 黄伟:超声速这种情形下,下降伞开伞受到前体尾流影响是异常大的,会发生一些这种对照猛烈的震荡,我们叫喘震,就是下降伞在开伞历程中它会猛烈的发抖,包罗一些呼吸,以是对下降伞的气动性能稳固性能另有强度是有一些特殊的要求。


  动力减速阶段依赖大推力发念头降速为零

  当天问一号的速率减到每秒不到95米左右的时刻,下降伞就完成使命了。进入舱的大底以及背罩和下降伞先后被抛掉,着陆巡视器上的大推力发念头最先事情,进入动力减速阶段。

  航天科技团体五院火星探测器进入舱总体主任设计师 董捷:这时刻只剩下着陆平台和火星车,他们一起来完成后面的动力减速历程。减速历程是依赖一台主发念头来做减速,整个历程就是类似于我们以往的月球外面的着陆,完全靠一台发念头,将这个探测器减速到(火星)外面,把整个速率所有减下来。

  着陆巡视器空中悬停 寻找平安着陆地址

  在动力下降历程中,着陆巡视器距离火星外面越来越近,然则下面的地形到底适不适合着陆呢?这时刻着陆巡视器将在空中悬停,通过自身携带的探测装备,快速对着陆地址成像,自主寻找最平安的着陆地址。

  航天科技团体五院火星探测器进入舱制导与导航控制分系统主任设计师 赵宇:约莫是在600米—800米的高度,我们会举行一个粗避障,就是用咱们的光学避障敏感器,主要是拍摄一个CCD图像,去大要看一着落区的障碍另有坑的一个情形。然后再到100米的悬停的时刻,这块的话主要是靠我们的多功效避障敏感器里边的激光三维成像模块举行一次精避障,就是把着陆区的平安区域再找出来。

  经受重重挑战  着陆巡视器稳稳下降火星

  选择好下降区域,着陆巡视器经由最后的着陆缓冲,四条着陆腿稳稳下降在火星外面。整个着陆历程时间短暂、流程庞大。天问一号正是乐成经受住了每一个挑战,最终实现了着陆火星义务的圆满乐成。

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