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发稿时间:2021-05-16 11:13:20

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  中新网北京5月15日电 题:关键减速!这顶“降落伞”如何护天问一号着陆火星?

  作者 郭超凯 李莉

  “天问一号”着陆巡视器15日成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。在其降落过程中,中国全新研制的“天问一号”伞系减速分系统不辱使命,为“天问一号”成功着陆发挥关键减速作用。

天问一号着陆火星效果图。中国航天科技集团八院供图
天问一号着陆火星效果图。中国航天科技集团八院供图

  采用国际普遍使用的伞降减速

  “天问一号”着陆巡视器采用目前国际普遍使用的伞降减速方式,为安全着陆火星进一步减速;但在火星降落伞系统的设计、校核、仿真分析和试验验证方面,和其他国家还有诸多不同。

  “天问一号”这套伞系减速分系统由中国航天科技集团五院508所研制,其降落伞首次采用锯齿形盘缝带伞,匹配国内最大的航天器火工装置弹伞筒,创新了伞绳插接工艺,深化了降落伞充气过程及物伞系统动力学仿真,基于中国的条件充分开展了降落伞高空开伞试验、直升机投放强度试验等试验验证。

  “天问一号采用一顶主降落伞、一次性充气展开减速的方案。降落伞是锯齿形盘缝带伞,伞的顶部是盘,接着有一圈缝,下面是带,带的尾部做成了锯齿形,有利于承力和确保稳定性。”508所专家表示,“天问一号”着陆巡视器进入火星大气后在自身的气动外形下减速,降落伞打开后又将其进一步减速到每秒约95米,之后着陆巡视器进入悬停避障段。

  降落伞试验验证难度空前

  火星降落伞的开伞条件比较特殊,主要体现在超声速、低密度、低动压开伞。针对火星降落伞的特殊开伞条件,508所科研人员在伞的设计研制中,从伞型选择、设计参数选取、材料选用、局部结构改进等方面采取了相应的特殊性措施。

  科研人员充分借鉴以往探空火箭相同伞型的经验以及国外火星探测降落伞的成果,对盘缝带伞的设计参数进行优化,首次使用一些新研的特纺材料,并在伞绳连接等环节首次使用插接工艺,相比缝纫工艺连接强度显著改善。

  火星特殊的开伞条件,使得降落伞的试验验证难度空前。在地球上,最接近火星真实开伞条件的试验模拟方法,就是高空开伞试验,即在地球表面40千米左右的高度,创造一个超声速开伞条件,能够最大程度地验证火星降落伞的功能性能。

  如何把降落伞送到40千米的高空?无论是利用高空气球还是利用探空火箭,都是高成本、高风险的试验验证方式。令人欣慰的是,经过6年的研制和试验,508所科研人员克服了开伞条件难以实现、降落伞开伞异常等诸多困难,为“天问一号”着陆火星交上了“完美答卷”。(完)

【编辑:于晓】

[责任编辑:婷]

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