f難！點(diǎn)亮火星的“黑色七分鐘”
5月15日
一個(gè)激動(dòng)人心的消息響徹在華北大地
天問(wèn)一號(hào)著陸巡視器成功著陸于
火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)
中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)著陸火星
取得圓滿成功
天問(wèn)一號(hào)登陸的難點(diǎn)
關(guān)鍵在于如何讓探測(cè)器
成功“落”在火星上
為此，科學(xué)家們需在地球上
充分模擬火星環(huán)境
為天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器著陸火星進(jìn)行“預(yù)演”
清華大學(xué)機(jī)械工程系
唐曉強(qiáng)教授率領(lǐng)碩博生
一起參與了這場(chǎng)任重道遠(yuǎn)的“預(yù)演”
今天，讓我們一起聆聽
這背后的攻堅(jiān)故事
文章插圖
唐曉強(qiáng)
點(diǎn)亮“黑色七分鐘”
在跋涉了近300天的漫長(zhǎng)旅途后
天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器攜帶的著陸器
成功登陸火星
中國(guó)成為繼美國(guó)后
第二個(gè)成功軟登陸火星的國(guó)家
也是首次一次性完成
對(duì)火星“繞落巡”的國(guó)家
著陸器在著陸過(guò)程中需要依次完成
氣動(dòng)減速、傘系減速、動(dòng)力減速、懸停避障
最終實(shí)現(xiàn)緩沖著陸
這短短的幾分鐘，也常常被稱為
“黑色七分鐘”甚至“死亡七分鐘”
而其中防熱大底和背罩的分離
以及緩沖著陸是非常關(guān)鍵的三個(gè)環(huán)節(jié)
文章插圖
著陸器著陸火星的“黑色七分鐘”
為了預(yù)演火星環(huán)境下的分離與著陸過(guò)程
科學(xué)家們面臨著重重技術(shù)難點(diǎn)
唐曉強(qiáng)教授課題組
歷時(shí)三個(gè)月的時(shí)間
采用索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人
成功完成了火星著陸器防熱大底
和背罩的地面分離試驗(yàn)和著陸試驗(yàn)
解決了著陸器在高速、高加速
擾動(dòng)力和瞬態(tài)沖擊影響下的
力傳遞和力施加難題
為天問(wèn)一號(hào)成功登陸火星
奠定了堅(jiān)實(shí)的理論及實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
文章插圖
唐曉強(qiáng)為同學(xué)們講解火星著陸器防熱大底和背罩的分離試驗(yàn)以及著陸試驗(yàn)
著陸器防熱大底和背罩的分離試驗(yàn)
經(jīng)歷了兩個(gè)月時(shí)間
負(fù)責(zé)該項(xiàng)試驗(yàn)的正是
唐曉強(qiáng)指導(dǎo)的博士生侯森浩
這也是他博士論文的主要研究?jī)?nèi)容
該試驗(yàn)是我國(guó)首次采用主動(dòng)式
航天器分離測(cè)試方案的核心內(nèi)容
填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)關(guān)于航天器防熱大底
和背罩分離地面模擬實(shí)驗(yàn)的空白
首次實(shí)現(xiàn)了采用電機(jī)
完成高速瞬態(tài)力的施加
豐富了我國(guó)在深空探測(cè)領(lǐng)域的研究成果
文章插圖
防熱大底和背罩的分離裝置示意圖
文章插圖
防熱大底分離實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
雖然火星大氣僅為地球1%
但著陸器在降落過(guò)程中速度
由16馬赫降至零
火星的風(fēng)擾仍然會(huì)嚴(yán)重影響
著陸器的飛行姿態(tài)
對(duì)防熱大底和背罩分離
產(chǎn)生不可忽略的影響
對(duì)此，團(tuán)隊(duì)采用索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人
模擬防熱大底和背罩分離的
擾動(dòng)力和擾動(dòng)力矩的施加
最終完成了軸向力、擾動(dòng)力、擾動(dòng)力矩
對(duì)末端執(zhí)行器位姿的影響的研究
文章插圖
背罩分離實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
唐曉強(qiáng)指導(dǎo)的博士生孫海寧和碩士生韋金昊
負(fù)責(zé)著陸器的觸地模擬試驗(yàn)
這是著陸器登陸火星的最后一個(gè)階段
該試驗(yàn)需為著陸器提供
火星表面的重力環(huán)境
并保證在動(dòng)態(tài)和瞬態(tài)沖擊下
仍然實(shí)現(xiàn)精確的重力補(bǔ)償
唐曉強(qiáng)課題組分別進(jìn)行了
100%重力卸載和63%重力卸載
兩種工況下的著陸器觸地實(shí)驗(yàn)
卸載精度達(dá)到了95%
該試驗(yàn)是我國(guó)
首次實(shí)現(xiàn)著陸器的觸地試驗(yàn)
完整預(yù)演了著陸器整個(gè)降落過(guò)程
文章插圖
著陸器觸地模擬試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)
爭(zhēng)分奪秒！
全力以赴攻克錯(cuò)綜復(fù)雜試驗(yàn)的同時(shí)
【 f難！點(diǎn)亮火星的“黑色七分鐘”】唐曉強(qiáng)團(tuán)隊(duì)和其他航天科技工作者
面臨著更大的挑戰(zhàn)——時(shí)間
適合火星探測(cè)的窗口期間隔非常長(zhǎng)
往往每隔26個(gè)月才出現(xiàn)一次
而此次天問(wèn)一號(hào)發(fā)射升空時(shí)間
便是最近的一次窗口期
若本次沒(méi)能成功完成“繞落巡”三大任務(wù)
就要等到2023年下一窗口期
因此每個(gè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)
唐曉強(qiáng)團(tuán)隊(duì)都面臨著倒計(jì)時(shí)
一旦哪一個(gè)項(xiàng)目沒(méi)有按時(shí)完成指標(biāo)
整個(gè)計(jì)劃就會(huì)功虧一簣
所有成員面臨著巨大壓力
文章插圖
推薦閱讀
- 肥腸要怎么做好吃，難不難做？
- 為什么靜止的自行車上難保持平衡
- 為什么白天很難釣到鯰魚
- 餅干好做嗎？
- 生活中孕婦晚期呼吸困難怎么辦？
- 哇唧唧哇demo泄露被吐槽難聽 INTO1回應(yīng)demo泄露
- 為什么海水那么難喝
- 在最難熬的時(shí)候怎么辦 遇到困難怎么辦
- 老年人肺炎為何難治
- 男性小便困難是什么原因