揭秘天問一號最後刹車

【中新社西安十五日電】北京時間十五日，天問一號着陸巡視器穩穩地降落在預選着陸區——火星北半球的烏托邦平原，中國首次火星探測任務着陸火星取得圓滿成功。

在九分鐘降速為零

“十個月的時間，我們的心一直與‘天問一號’一起在深空飛翔，如今火星軟着陸成功實現，充分驗證我院研製的七十八台發動機的性能，這為我們完成後續任務增添信心。”中國航天科技集團六院院長王萬軍表示。

據了解，天問一號探測器成功着陸火星，需要在短短九分鐘時間內將兩萬多公里時速降為零，需要經歷氣動減速、降落傘減速、動力減速、着陸緩沖等多個環節，每個環節都不容有失。

經過一系列減速措施，“天問一號”來到距離火星表面約兩公里處，以約每秒一百米的速度不斷接近火星表面。該速度相當於目前中國高鐵的最高運行時速。由航天六院研製的七千五百牛變推力發動機就是最後動力減速環節的主要工具。

變推力發動機助力

為了減少降落過程中對着陸巡視器的衝擊，將“乘客”平穩送達，發動機採用“長距離輕刹車”的技巧，其會按照預設的時序和實時的指令完成變推力調節，令着陸巡視器慢下來，最後以很低的速度平穩降落於火星表面。

中國首次火星探測任務天問一號探測器二○二○年七月廿三日成功踏上奔火之旅。二○二一年二月十日，天問一號探測器進入環火軌道，開展科學探測工作，獲取大量科學數據。

此後，探測器在火星停泊軌道上運行約三個月，對預選着陸區烏托邦平原的地形地貌、沙塵天氣等開展詳查，為擇機着陸火星做好準備。

增防熱底防“燒糊”

據介紹，火星表面軟着陸的另一個難點在於，火星表面有一層稀薄的大氣。在降落過程中，着陸器與火星表面的大氣會劇烈摩擦，為了防止被“燒糊”，着陸器上增加一個防熱大底，原本可以“伸出去”的發動機被“兜起來”了。有限的艙體空間限制着發動機的尺寸，天問一號探測器變推力發動機的高度比嫦娥三號探測器變推力發動機要縮小超百分之六十，推力等主要性能指標卻保持不變，“小個子”要爆發出“大能量”，這意味着發動機必須更結實。

“天問一號”的落火之旅能攜帶“乘客”的總重量卻是有限的。科研人員從發動機的原理入手，按照任務的需求和特點，對系統參數和總裝佈局進行優化，既保證功能，又增加一些新技術，應用了一些新材料，發動機沒有“長肉”、“增肌”，重量還減少三分之二，為其他“乘客”讓了讓“座”，進一步發揚變推力發動機高性能、長壽命、高可靠的特點，一舉解決了上述問題。