“祝融号”火星车谁造的,技术来自哪里?_着陆

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2021-05-18

发表自话题:祝融火星车

原标题:“祝融号”火星车谁造的,技术来自哪里?

5月15日7时18分

天问一号着陆巡视器成功着陆于

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

各大媒体都进行了全面的报道

咱们就不详述了

此次火星探测任务

我国将实现世界首次

通过一次发射

完成对火星的“绕、着、巡”

即环绕探测和着陆巡视探测

形象点说

就是由国家航天局组织研制的

环绕器、着陆器和巡视器

“组团”去火星

在中国的“探测器天团”中

环绕器将围绕火星公转

采集火星数据并为巡视器提供

与地球的数据中继服务

着陆器将负责保护巡视器

安全降落在火星上

巡视器无疑是此次任务的团宠

说到巡视器

其实它有一个更为人熟知的名字

那就是——“祝融号”火星车

此次任务的火星车,由中国自主研发,它长2米、宽1.65米、高1.85米、重240公斤,是玉兔号月球车体重的两倍。不过别看它体重比玉兔大,身形却显得更为灵秀。四片太阳能电池翼,完全展开后犹如一只张开翅膀的蝴蝶。

而说起在火星工作,首先要面对的就是严酷的自然环境。因为那里常常是飓风沙尘、遮天蔽日,山川谷地也是乱石嶙峋。因此,强大的越野性能是火星车必备的素质。而我们中国的火星车由于使用了主动悬架技术,不仅可以走直线、原地转向、边走边转向,还能蠕动和横行,这样一来,不论在火星上遇到什么复杂地形,火星车也能想办法去适应。

除此之外,我们的火星车还携带了6种探测仪器。它们是导航地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪、磁场探测仪以及火星气象测量仪

其中,导航地形相机负责识别路况。而多光谱相机则与表面成分探测仪配合工作,分析火星表面的物质成分。此外,磁场探测仪和气象测量仪各司其职,记录火星的天气和磁场情况。而安装在火星车底部的次表层探测雷达将通过探查地下100米内的地层结构去寻找火星探测最重要目标之一——水冰

火星车有啥本领,它的本领是如何炼成的:

除了火星车,中国航天科工研制生产的相控阵敏感器、高性能晶体元器件和电连接器、纳米气凝胶材料、加速度计、解锁分离装置等系列产品为天问一号开展火星环绕、着陆和巡视探测作出重要贡献。

天问一号火星探测器一次实现火星环绕、着陆和巡视探测,其中探测器着陆是本次火星探测任务的关键环节。二院25所自主研发的相控阵敏感器首次实现地外天体着陆测量,在天问一号着陆火星过程中发挥关键作用。

图为相控阵敏感器团队在进行产品测量精度分析

相控阵敏感器能够精准测量探测器相对于火星表面的距离、速度等信息,用于着陆器发动机减速、悬停和软着陆控制,保障探测器平稳着陆火星表面。

深空探测任务的特点决定火星探测器需要在太空长时间工作,因而对自身的重量和体积提出了极为严苛的要求。由航天科工研发的微波雷达曾圆满完成历次空间交会对接任务,此次研制团队积极开拓空间探测新领域,自主研发的相控阵敏感器在系统集成、测量体制等方面具有突出的技术优势,深度契合空间产品小型化、集成化的要求。

目前国际普遍使用的着陆雷达,需要多个雷达天线实现不同方向的测量,而该型相控阵敏感器使用一套天线即可实现120°视场内任意方向的精确测量,极大降低了产品重量和体积。此前,研制团队开展了一系列地面试验模拟火星地貌和气候,充分验证相控阵敏感器在火星不同光照、温度、扬尘等条件下的工作精度和可靠性。

应用降落伞减速是确保探测器平稳着陆的关键环节之一,任务前期需要开展试验进行反复验证。三院三部研制的“定制化”火箭制导舱,成功将4发试验火箭准确控制到试验预定高度、速度和姿态角窗口,效验证了探测器着陆降落伞的各项指标。据悉,三部自主研制的试验火箭一体化制导舱,能够在初始发射阶段和30km以上高度飞行时实现火箭姿态的精准稳定控制。

天问一号离轨着陆阶段,三院33所研制的加速度计能够提供准确的加速度测量信息,帮助着陆巡视器实时获取速度、位置等信息,保障着陆巡视器GNC(制导导航与控制分系统)的自主惯性导航精度,为顺利着陆提供重要前提。

技术人员正在洁净间装配加速度计

天问一号着陆过程中,环绕器和着陆巡视器需要完成分离,着陆火星后,着陆平台需要释放火星车,每个环节都需要“定制化”的解锁分离装置来实现。三院111厂为此次任务研制了两器连接解锁装置、背罩连接解锁装置、大底连接分离装置、火星车连接解锁装置等6项装备,这些关键部件实现了着陆巡视器与环绕器的连接解锁及分离功能,并在着陆后完成火星车与着陆平台的解锁分离。

因探测环境差异巨大,天问一号需要接受“冰火两重天”的温度考验,三院306所为天问一号研制了两类高性能纳米气凝胶材料,以其高效防寒隔热功能为火星探测任务保驾护航。其中超低密度纳米气凝胶隔热板用于阻隔火星表面低至-120℃的极寒环境,该类超轻质材料密度仅为常规气凝胶材料的十分之一,可以有效降低火星车负载。耐高温纳米气凝胶隔热组件用于阻隔着陆发动机产生的高达1200℃的高温热流,保护着陆平台的正常功能。

二院203所为天问一号的通讯系统、制导系统、控制系统研制生产了系列晶体元器件产品。晶体元器件体积虽小,却可以为电子设备提供稳定的频率信号,因此常被称为电子设备的“心脏”。203所研制生产的晶体元器件产品具有可靠性高、性能指标优、环境适应性好等特点,很好地满足了探测器在太空中长时间飞行的需要

三院304所对接收、处理火星探测数据的地面应用系统开展软件测试,为天问一号信号接收软件做好“体检”。304所研发的火星探测任务分析与评估系统,为测控总体的方案设计、过程仿真和结果评估提供定量化分析手段,有效支撑测控总体迭代优化。

航天江南所属航天电器公司为本次火星探测任务研制生产的连接器、继电器产品超过6000只(套),在相关系统中承担信号传输、信号控制与信号通断等作用,成为电信号传输系统的“神经枢纽”。探测器遨游太空、着陆火星,其一身“钢筋铁骨”离不开航天科工所属航天精工研发生产的数以万计高强度、高性能紧固件产品,在提高探测器耐高低温、抗疲劳等综合性能方面发挥了重要作用。

后续火星车将与着陆平台解锁分离,开启火星巡视探测任务。航天电器“定制化”设计研发了矩形分离连接器和射频脱落连接器,实现了火星车与着陆器之间控制信号的物理连接与分离,是保证背罩、大底和着陆器三大结构部件可靠分离的关键部件。

火星表面地貌复杂,如何让火星车在能够自如地爬坡下坎,航天江南群建精密公司为火星车设计研制了“定制化”的悬架减速自锁装置。这套装置由两部分组成,其中一部分用于夹角调节机构,另一部分用于离合器机构,二者相互配合,使得火星车能够精准调节车体姿态以适应火星表面地形地貌。同时,安装在火星车上的加速度计随时为GNC提供测量信息,确保火星车移动的过程中能够随时精准“感知”速度、位置,为火星车安全平稳地开展工作保驾护航。

未来至少三个月内,“祝融号”火星车都将在火星表面执行任务,开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作。而在轨运行的「天问一号」还将成为祝融号与地球之间的通讯中继站。

来源:直观学机械返回搜狐,查看更多

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