“地火专线”这样开通！揭秘“天问探火”背后的故事

原标题：“登火”后航天人的心声：科技创新定会有坎坷，但必须坚持走

国家航天局局长张克俭宣布

中国首次火星探测天问一号任务着落火星圆满成功。

国家航天局张高翔摄

“科技创新这条路，一定会有坎坷，但必须要坚持走。”在探索宇宙未知的征途上，创新已经成为中国航天人代代相传的基因，也是不断取得成功的法宝。5月15日7时18分，距离地球3.2亿千米之外，“天问一号”成功实现火星表面软着陆，稳稳落在火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。

作为首位“旅客”，“天问一号”成功降落火星，见证了属于中国的“地火专线”正式开通。从去年7月23日在文昌航天发射场启程，“天问一号”经历了长达近7个月的“奔火”之旅和3个月的“环火”探测，如今“登火”成功，即将开始全新的“火星生活”。这一程漫长的旅途，终于迎来了最激动人心的一刻。回望来路，这一步步走得稳健，走得扎实，也成就了一个个动人心弦的美丽故事。

“胖五”搭建“登云梯”

“天问一号”火星探测器的成功发射，迈出了我国行星探测的第一步。不到300天里，长征五号系列火箭携“天问一号”冲天奔火、助“嫦娥五号”九天揽月、送“天和”核心舱太空建站。3次发射，3步跨越。从地月系到太阳系，我国的深空探测正在一步步走远。

“长征五号火箭投入工程应用，将有力支撑国家重大航天工程的实施，对加快推进航天强国建设发挥重要作用。”航天科技集团一院院长王小军介绍，火箭的能力有多大，航天的舞台就有多大。作为目前我国运载能力最强的火箭，长征五号火箭让我国火箭运载能力跻身世界第一梯队，也让我们对探索浩瀚宇宙有了更大的想象空间。

然而，圆梦的旅程并非一帆风顺，艰难、挑战、巨大的压力，如影随形。2020年5月5日，长征五号B火箭用首飞成功扫除“阴霾”，扭转了中国航天面临的不利局面。这时，距离“天问一号”的发射仅剩两个多月，如果不加速快跑，错过了窗口期，中国的探火计划就要推迟26个月。

为了抢进度，航天人白天“见缝插针”，晚上“废寝忘食”，一直干到夜里12点。当时，海南文昌正值“桑拿天”，就算什么事都不做，待在户外都会大汗淋漓。每天，他们皮肤晒到掉皮，衣服全部湿透，身体严重脱水，甚至靠喝补盐液维持。主管发射台恢复工作的徐铮肾结石发作，可手里的工作没有停。那几天，他是靠止疼药扛过了一波又一波的剧痛。

送完“天问一号”，已是7月底，“嫦娥五号”以及“天和”核心舱的发射任务又接踵而至，长征五号团队面临的是停不下来的“接力赛”。从2019年10月至今，很多队员连续18个月一直奋战在发射场，经历了5次任务的洗礼，他们陪火箭的日子，比陪家人的都多。

面对一发发火箭的滚动生产、一次次地突破极限，长征五号火箭第一总指挥、航天科技集团一院党委书记李明华感慨道：真正的强者，不是没有眼泪，而是含着泪依然在奔跑的人。这支队伍，不仅是在书写成功，也是在书写历史；不仅是在创造纪录，也是在创造精神。

火星探测器“天问一号”着陆火星表面模拟图。

国家航天局张高翔摄

“千里眼”送上“保命招”

此次着陆火星，过程全靠“天问一号”自主实现。面对恶劣的火星环境，如何找准目标，稳稳降落？任务中，专属于火星探测器的太空“千里眼”分外引人注目，也被称为是“着陆末段黑色九分钟的保命手段”。

这就是中国航天科工二院25所独立研发的具备高精度测量能力的相控阵敏感器。相控阵敏感器总工程师孙武介绍，这是国内首次将相控阵体制雷达应用于地外天体着陆测量。与此前的载人航天工程任务不同，火星和地球之间距离漫长，通信存在十几分钟的时延，在地球上无法控制着陆过程，必须让着陆巡视器自主完成这“黑色九分钟”的旅程，对敏感器提出的要求极为苛刻。

“科技创新这条路，一定会有坎坷，但必须要坚持走。”孙武说。据了解，在研制初期，相控阵敏感器团队就瞄准国际领先的目标，制定距离和速度的测量精度要求。这是一次新体制在新环境下的新应用，孙武带领研究团队“从零”开始技术攻坚。2016年项目成立，相控阵敏感器团队当即组建了总体、调度、组合、工艺、结构、可靠性、物资、质量等突击分队，聚焦关键技术突破，协同集智攻关，从纵向和横向覆盖产品的各个研制环节，完成了多轮产品的设计和研制，通过了直升机挂飞试验、外场扬尘试验、悬停点火试验等十余项试验的验证，最终圆满完成研制任务。

“立项时间晚，产品技术新。”他们用汗水和拼搏，赢得了火星探测工程总师张荣桥的高度评价。

“自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。”孙武说。

“祝融号”着陆点。

国家航天局张高翔摄

“专车”深情送“助攻”

火星探测器“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分。火星着陆任务的实现，离不开环绕器——这一最安全的星际“专车”的辅助。

在着陆过程中，环绕器首先需要准确释放着陆器。这个分离前后的控制需要大约7个小时，环绕器需要按顺序自主、准确、可靠地完成轨道降低发动机点火和关机、两器分离姿态建立、两器分离后轨道升高发动机点火和关机等一系列动作。

“稍有不慎，探测器就可能被火星引力拉向火星表面，而由于通讯时延的存在，我们并没有办法实时获知探测器的状态并对异常情况进行干预。”航天科技集团八院环绕器副总设计师朱庆华说道，“可以说，器器分离的过程是我们控制算法精度、产品工作可靠性、故障预案周密性等最充分的考验。”

对此，方案设计师王卫华打了个比方：“这就好比在室外，距离标准篮筐980米进行投篮，还必须事先考虑到投篮的角度、时机、投球力度，以及篮球自身旋转运动、风速和风向外部环境等种种因素的影响。”

为了应对如此复杂的状况，设计师们做了不同情况下的预案和对策。假如环绕器通过自身的敏感器发现没有完成既定的动作时，会自主带着着陆器迅速进行轨道抬升以避免撞向火星，并在合适的时机再次选择执行两器分离的一系列动作。

值得一提的是，“卸货”后的环绕器，也并非想象中的“一身轻松”。此刻，它需要迅速肩负起对火星表面进行遥感探测的任务，同时选择恰当的时机来将巡视器的数据“中继”传向地球。

此时，环绕器需要同时实现对巡视器、地球、太阳3个目标的高精度同步指向控制。毫不夸张地说，在距离地球2.93亿公里的轨道上准确指向地球，相当于要在2米开外瞄准绣花针孔，而且要在环绕器自身还在不断的飞行运动情况下，时刻保持住瞄准状态，难度可想而知。

“绝对可以称得上是‘八面玲珑’了！”GNC系统主任设计师聂钦博笑着说道。（赵竹青）

来源：人民网