火星探測(cè) 人類探索的腳步從未停歇

火星是太陽(yáng)系地球外側(cè)距離地球最近的行星且同處于太陽(yáng)系宜居帶。人們?cè)?jīng)認(rèn)為火星與地球環(huán)境非常相似，留下了關(guān)于火星生命的種種傳說(shuō)?；鹦且渤蔀槿祟悓ふ业赝馍敖⒌诙覉@的目標(biāo)地點(diǎn)。

火星公轉(zhuǎn)周期為687個(gè)地球日，因此每隔約26個(gè)月，才能遇到一次地火直線距離最近的時(shí)候，如果在兩個(gè)行星距離最近前的一個(gè)時(shí)段進(jìn)行航天發(fā)射，可以節(jié)省火箭推進(jìn)劑并縮短到達(dá)火星軌道距離。在2020年7-8月的火星探測(cè)窗口期，阿聯(lián)酋、中國(guó)和美國(guó)的火星探測(cè)器相繼發(fā)射。阿聯(lián)酋“希望號(hào)”火星探測(cè)器于2020年7月20日發(fā)射，主要目的是采用環(huán)繞火星的方式研究火星的大氣環(huán)境和氣候變化。美國(guó)的“毅力號(hào)”火星探測(cè)器于2020年7月30日發(fā)射，主要探測(cè)火星上是否存在生命。我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器于2020年7月23日發(fā)射升空，它一次性實(shí)現(xiàn)“環(huán)繞、著陸、巡視”3項(xiàng)目標(biāo)。2021年2月9日，阿聯(lián)酋的火星探測(cè)器“希望號(hào)”也成功進(jìn)入火星軌道。2021年2月10日，“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器成功實(shí)施近火捕獲制動(dòng)并順利進(jìn)入大橢圓火星軌道。9天后，美國(guó)“毅力號(hào)”火星車成功登陸火星。

天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器由環(huán)繞器和著陸巡視器組成。環(huán)繞器配置中分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī)、次表層探測(cè)雷達(dá)、火星礦物光譜探測(cè)儀、火星磁強(qiáng)計(jì)、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀共7臺(tái)載荷。通過(guò)環(huán)繞探測(cè)，開展火星全球性和綜合性遙感探測(cè)。著陸巡視器由進(jìn)入艙和火星車組成，進(jìn)入艙完成火星進(jìn)入、下降、著陸（EDL）任務(wù)，祝融號(hào)火星車配置多光譜相機(jī)、次表層探測(cè)雷達(dá)、火星表面成分探測(cè)儀、火星表面磁場(chǎng)探測(cè)儀、火星氣象測(cè)量?jī)x、地形相機(jī)共6臺(tái)科學(xué)載荷，通過(guò)巡視探測(cè)，開展火星表面重點(diǎn)地區(qū)高精度、高分辨的精細(xì)巡視探測(cè)。

為了保障“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器順利進(jìn)入火星大氣層并安全著陸火星表面，探測(cè)器采用多個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和解決方案。其中，天問(wèn)一號(hào)采用的是半彈道式設(shè)計(jì)，以較小重量代價(jià)實(shí)現(xiàn)火星探測(cè)器“進(jìn)入-下降-著陸（EDL）”階段的姿態(tài)穩(wěn)定和運(yùn)動(dòng)軌跡控制。它以高壓氣源為驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)四桿機(jī)構(gòu)展開系統(tǒng)配平翼快速展開，利用液壓系統(tǒng)阻尼特性減緩氣動(dòng)減速階段重力加速度和進(jìn)入艙背罩結(jié)構(gòu)變形等對(duì)探測(cè)器整體的影響。為保障火星環(huán)繞器在途中及環(huán)火星軌道飛行過(guò)程中環(huán)境溫度穩(wěn)定，環(huán)繞器采用了高效率熱回路循環(huán)與高溫防護(hù)熱控技術(shù)，解決了火星環(huán)繞器多工況復(fù)雜外熱流控溫、環(huán)火星軌道極端低溫控溫、近火星重力捕獲高溫?zé)岱雷o(hù)及大部件高精度控溫等技術(shù)難題。為保證進(jìn)入火星的過(guò)程中,要利用大氣減速過(guò)程中的結(jié)構(gòu)安全性，進(jìn)入器設(shè)計(jì)了具有超輕特性的蜂窩格子增強(qiáng)樹脂基燒蝕防熱復(fù)合材料，解決了火星氣動(dòng)加熱環(huán)境下超輕質(zhì)材料高效熱防護(hù)與超輕質(zhì)結(jié)構(gòu)協(xié)同工作難題，保障了進(jìn)入火星大氣過(guò)程中探測(cè)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的安全性。

“天問(wèn)一號(hào)”任務(wù)的圓滿成功為我國(guó)下一步火星探測(cè)取樣返回任務(wù)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

供稿：中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院