專家詳解天問一號著陸火星“恐怖9分鐘” 你好火星！科普 巡視器
央視網(wǎng)消息： 天問一號著陸巡視器著陸火星可以說是闖過了重重難關(guān)。火星探測不僅要面臨最遠4億公里的遙遠距離，而且火星大氣稀薄、地形復(fù)雜，著陸風險非常高。到目前為止，人類進行的火星探測任務(wù)成功率只有50%左右，這其中大部分都是失敗在了著陸火星階段。天問一號從進入火星大氣到最終著陸成功，大約經(jīng)歷了9分鐘的時間。很多人用“恐怖”這個詞來形容驚心動魄的這個階段，那天問一號是如何闖過著陸火星的“恐怖9分鐘”的？
文章插圖
著陸過程9分鐘 通信時延18分鐘
“恐怖9分鐘”的第一個“恐怖之處”來自于距離。
由于地球與火星距離遙遠，通信時延達到了18分鐘左右。我們從地面發(fā)出一條指令，天問一號要在18分鐘之后才能收到，而整個著陸過程卻只有短短9分鐘左右。
文章插圖
航天科技集團五院火星探測器進入艙制導(dǎo)與導(dǎo)航控制分系統(tǒng)副主任設(shè)計師 黃翔宇： 它整個過程是全自主的，整個是過程是不可逆的，而且地面是無法干預(yù)的，然后整個過程必須全部由探測器自主來決策。
先后經(jīng)歷氣動減速 降落傘減速 動力減速
文章插圖
“恐怖9分鐘”另外的“恐怖之處”，來自于整個著陸過程極其復(fù)雜，環(huán)環(huán)相扣，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就可能導(dǎo)致著陸失敗。要想穩(wěn)定地降落到火星表面，首當其沖的問題就是要讓高速飛行的“天問一號”減速，整個減速過程主要分為氣動減速、降落傘減速和動力減速三個階段。
文章插圖
氣動減速階段，是從天問一號著陸巡視器進入火星大氣的開始，此時，著陸巡視器被包裹在進入艙內(nèi)，飛行速度約每秒4.8公里，要靠火星大氣的阻力來進行減速。而火星的大氣密度只有地球的百分之一，減速效果十分有限。
文章插圖
航天科技集團五院火星探測器氣動主任設(shè)計師 李齊： 這次我們的進入艙的迎風的大底的形狀，我們是采用球錐結(jié)合的這么一個外形。外形的好處首先是它可以提供一個比較大的一個減速效果，然后它所能提供的阻力要比我們的神舟飛船和我們的探月三期的返回艙大大概15%—20%。
降落傘開傘過程很關(guān)鍵 要保持姿態(tài)穩(wěn)定
【 專家詳解天問一號著陸火星“恐怖9分鐘”|你好火星！科普 | 巡視器】
文章插圖
文章插圖
通過與火星大氣的摩擦，將進入艙的速度從每秒4.8公里降到每秒460米左右，接下來降落傘將從進入艙的背部彈出，進入降落傘減速階段。雖然氣動減速已經(jīng)減小了絕大部分的速度，但是此時進入艙依然是處于超音速狀態(tài)，要在這種狀態(tài)下保證降落傘順利打開，并且姿態(tài)穩(wěn)定難度極大。
文章插圖
航天科技集團五院508所總工程師 回收著陸領(lǐng)域?qū)＜?黃偉： 超聲速這種情況下，降落傘開傘受到前體尾流影響是非常大的，會產(chǎn)生一些這種比較劇烈的震蕩，我們叫喘震，就是降落傘在開傘過程中它會激烈的抖動，包括一些呼吸，所以對降落傘的氣動性能穩(wěn)定性能還有強度是有一些特殊的要求。
文章插圖
動力減速階段依靠大推力發(fā)動機降速為零
文章插圖
文章插圖
當天問一號的速度減到每秒不到95米左右的時候，降落傘就完成使命了。進入艙的大底以及背罩和降落傘先后被拋掉，著陸巡視器上的大推力發(fā)動機開始工作，進入動力減速階段。
文章插圖
航天科技集團五院火星探測器進入艙總體主任設(shè)計師 董捷： 這時候只剩下著陸平臺和火星車，他們一起來完成后面的動力減速過程。減速過程是依靠一臺主發(fā)動機來做減速，整個過程就是類似于我們以往的月球表面的著陸，完全靠一臺發(fā)動機，將這個探測器減速到（火星）表面，把整個速度全部減下來。
推薦閱讀
- 主導(dǎo) 印專家：美俄中主導(dǎo)太空規(guī)則，印度想占據(jù)一席之地，要與中俄合作
- 探測 “天問一號”已成功實施火星捕獲，中國首次火星探測任務(wù)獲得成功
- 新華網(wǎng) 證券市場公益維權(quán)新探索：專家輔助人提供智力支持
- 災(zāi)難 青藏高原發(fā)出“哀鳴”！全世界都開始緊張起來。專家這是人類的災(zāi)難！
- 跡象 專家：有跡象表明英國已處于第三波疫情初期
- 軌控發(fā)動機 天問一號成功完成減速！軌控發(fā)動機超越歐洲17年前的航天技術(shù)
- 專家 又有綜藝搞事情？金子涵帶妝親吻海豚，被專家怒斥：會害死它的！
- 視點·觀察 買文具盲盒或能上癮 專家呼吁加強監(jiān)管避免讓孩子“入坑”
- 警告! 專家解讀：“無人機戰(zhàn)場自主殺人”可怕嗎？如何防范？
- 磁場 “天問一號”火星磁強計開啟在軌探測