“天問一號”成功著陸火星！北京空間機(jī)電研究所研制的火星傘系減速分系統(tǒng)給力！

在“天問一號”火星探測器著陸火星的過程中，北京空間機(jī)電研究所研制的、全新的傘系減速分系統(tǒng)正常工作、不辱使命，為著陸器順利著陸火星發(fā)揮了關(guān)鍵減速作用。

“天問一號”火星探測器采用目前國際普遍使用的傘降減速方式，為安全著陸火星進(jìn)一步減速。但在火星降落傘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、校核、仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證方面，和其他國家還有諸多不同。“天問一號”降落傘首次采用鋸齒形盤縫帶傘，匹配國內(nèi)最大的航天器火工裝置彈傘筒，創(chuàng)新了傘繩插接工藝，深化了降落傘充氣過程及物傘系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真，基于我國的條件開展了降落傘高空開傘試驗(yàn)、直升機(jī)投放強(qiáng)度試驗(yàn)等充分的試驗(yàn)驗(yàn)證，北京空間機(jī)電研究所聯(lián)合國內(nèi)合作伙伴自主完成試驗(yàn)方法和技術(shù)，擁有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)。

“天問一號”采用一頂主降落傘、一次性充氣展開減速的方案。鋸齒形盤縫帶傘的頂部是盤，接著有一圈縫，下面是帶，帶的尾部做成了鋸齒形，有利于承力和確保穩(wěn)定性?！疤靻栆惶枴敝懷惨暺鬟M(jìn)入火星大氣后在自身的氣動(dòng)外形下減速，降落傘打開后又將其進(jìn)一步減速到約95m/s，之后著陸巡視器進(jìn)入懸停避障段。

火星降落傘的開傘條件比較特殊，主要體現(xiàn)在超聲速、低密度、低動(dòng)壓開傘。針對火星降落傘的特殊開傘條件，在傘的設(shè)計(jì)研制中，研制團(tuán)隊(duì)從傘型的選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)的選取、材料的選用、局部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等方面，都采取了相應(yīng)的特殊性措施。充分借鑒以往探空火箭相同傘型的經(jīng)驗(yàn)，以及國外火星探測降落傘的成果，對盤縫帶傘的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，首次使用了一些新研的特紡材料，并在傘繩連接等環(huán)節(jié)首次使用了插接工藝，連接強(qiáng)度顯著改善（相比縫紉工藝）。

同樣，也正是火星的特殊開傘條件，降落傘的試驗(yàn)驗(yàn)證難度也是空前的。在地球上，最接近火星真實(shí)開傘條件的試驗(yàn)?zāi)M方法就是高空開傘試驗(yàn)，即在地球表面45km左右的高度，創(chuàng)造一個(gè)超聲速開傘條件，能夠最大程度的驗(yàn)證火星降落傘的功能性能。如何把降落傘送到約45km的高空？無論是利用高空氣球還是利用探空火箭，都是高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的試驗(yàn)驗(yàn)證方式。6年的研制和試驗(yàn)驗(yàn)證過程中，遇到了開傘條件難以實(shí)現(xiàn)、降落傘開傘異常等諸多困難，但是堅(jiān)強(qiáng)勇敢的探火團(tuán)隊(duì)以“逢山開路、遇水架橋”的豪情與實(shí)力，克服所有的研制、試驗(yàn)難題，為“天問一號”著陸火星交上了完美答卷。

除此之外，北京空間機(jī)電研究所研制的4臺(tái)小相機(jī)在“天問一號”著陸火星的過程中也發(fā)揮重要的記錄功能。其中2臺(tái)開傘監(jiān)視相機(jī)在降落傘開傘前已開始工作，記錄并見證降落傘完美綻放的時(shí)刻。后續(xù)，其他兩臺(tái)相機(jī)也將在相應(yīng)時(shí)段踐行它們的歷史使命，期待它們的完美表現(xiàn)。

圖1 空投試驗(yàn)驗(yàn)收傘

圖2 空投試驗(yàn)中的火星降落傘

（供稿：李莉）