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探測器 天問一號成功著陸背后：78臺發動機近5億公里295天全程護航

據新華社消息，5月15日7時18分，我國首次火星探測任務天問一號探測器在火星烏托邦平原南部預選著陸區著陸，在火星上首次留下中國印記，邁出了我國星際探測征程的重要一步。后續，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。
探測器 天問一號成功著陸背后：78臺發動機近5億公里295天全程護航
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紅星新聞從中國航天科技集團六院獲悉，由航天科技集團六院研制交付的78臺各型發動機，推舉長征五號遙四運載火箭，助力天問一號探測器成功著陸于火星烏托邦平原南部預選著陸區。
2020年7月23日，在文昌航天發射場由長征五號遙四運載火箭發射升空，成功進入預定軌道，邁出中國自主開展行星探測的第一步，經歷四次軌道中途修正，按計劃實施火星捕獲，順利進行繞火飛行，傳回首幅火星圖像，成功進入火星停泊軌道……經過漫長的飛行與發動機的數次點火，天問一號探測器至今已在浩瀚星空中飛行295天。
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“天問一號”采用的是由液體火箭發動機提供反推力的方式來實施最后的減速，此方法已在嫦娥三、四、五號探測器落月過程中連續三次成功實施，火星著陸巡視器7500N變推力發動機正是落月用變推力發動機的2.0版——為了滿足火星探測器安裝結構要求和減重需求，并提升發動機性能，研制團隊首次在我國開展深空探測的航天器上將推進分系統發動機燃燒室從以往的低室壓方案改進為中室壓方案，從而保證了相同推力情況下，發動機體積更小、性能更高。加上不斷創新和優化生產工藝，有效實現了推進分系統的輕質化需求。
應對高風險 成功實施繞火飛行
要想成功飛向火星，搭載火星探測器的運載火箭必須達到第二宇宙速度，方能助力探測器脫離地球引力，踏上神秘的探火之旅。
在長征五號遙四運載火箭上，配置了由航天科技集團六院研制生產的新一代綠色無污染的8臺120噸級液氧煤油發動機、2臺50噸級氫氧發動機、2臺9噸級膨脹循環發動機及18臺作為輔助動力的姿控發動機。這30臺四型發動機，將我國運載火箭的近地軌道運載能力，從9噸提升至25噸，從而實現火箭的一飛沖天，為天問一號探測器向著火星的漫漫星途提供強勁可靠的動力保障。
探測器 天問一號成功著陸背后：78臺發動機近5億公里295天全程護航
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在經歷近7個月的奔火旅程后，天問一號探測器成功開始繞火星飛行，從它發回的飛行視頻中，火星大氣、火星表面的環形地貌清晰可見。
繞火星飛行，是我國第一次火星探測三步走任務“繞、著、巡”中的第一步，也是整個火星探測任務中技術風險最高、技術難度最大的環節之一。
超過4.75億公里的飛行距離里，天問一號始終以太陽為中心飛行，力保在探測器到達火星軌道時，火星也剛好達到，從而實現被火星捕獲，成為圍繞火星飛行的一顆衛星。
只有實現這個前提才能完成后續探測器進入到著陸前的停泊軌道、實施著陸和開展火星表面工作等一系列關鍵動作。這一過程，也可以理解為一輛行駛在高速公路上的汽車即將尋找一個準確的時機進入匝道，這要求對它當前位置作出精準的測量，并保證能夠穩、準、狠地踩下剎車。
探測器 天問一號成功著陸背后：78臺發動機近5億公里295天全程護航
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這是一個一次性不可逆的過程，如果一旦發動機未能點火，或是點火姿態出現問題，將會導致整個任務的失敗。
由六院研制生產的3000N軌控發動機就是肩負著近火制動任務的關鍵。要確保在15分鐘左右的時間里，把探測器與火星的相對速度從每秒5.1公里降低到每秒4.5公里，這要求發動機不僅要快速點火啟動，還要保證在額定點長時間連續穩定工作。
在探火之旅的整個過程中，六院為我國深空探測任務專門研制的3000N軌控發動機承擔著三項任務，一是地球轉移到火星過程中的姿態修正，二是在接近火星時的“剎車制動”，三是在火星附近的軌道調整。
該型發動機從2010年立項到2016年定型，經歷了多項考核，充分驗證了各項關鍵技術，具有高比沖、多次起動、長壽命、環境適應性良好等優點。
突破高難度 順利實現安全著陸
相較之前的探月任務有所不同，火星表面存在以二氧化碳為主要成分的稀薄大氣，會在發動機下降過程中帶來摩擦生熱等問題。因此探測器著陸方式也從之前月球真空環境下的變推力發動機反推著陸，改變為降落傘和變推力發動機共同作用。

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