“天问一号”成功着陆火星！北京空间机电研究所研制的火星伞系减速分系统给力！

2021-07-19李莉

航天返回与遥感 2021年3期

在“天问一号”火星探测器着陆火星的过程中，北京空间机电研究所研制的、全新的伞系减速分系统正常工作、不辱使命，为着陆器顺利着陆火星发挥了关键减速作用。

“天问一号”火星探测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”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，基于我国的条件开展了降落伞高空开伞试验、直升机投放强度试验等充分的试验验证，北京空间机电研究所联合国内合作伙伴自主完成试验方法和技术，拥有完全自主的知识产权。

“天问一号”采用一顶主降落伞、一次性充气展开减速的方案。锯齿形盘缝带伞的顶部是盘，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。“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约95m/s，之后着陆巡视器进入悬停避障段。

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，在伞的设计研制中，研制团队从伞型的选择、设计参数的选取、材料的选用、局部结构的改进等方面，都采取了相应的特殊性措施。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了优化，首次使用了一些新研的特纺材料，并在伞绳连接等环节首次使用了插接工艺，连接强度显著改善（相比缝纫工艺）。

同样，也正是火星的特殊开伞条件，降落伞的试验验证难度也是空前的。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45km左右的高度，创造一个超声速开伞条件，能够最大程度的验证火星降落伞的功能性能。如何把降落伞送到约45km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。6年的研制和试验验证过程中，遇到了开伞条件难以实现、降落伞开伞异常等诸多困难，但是坚强勇敢的探火团队以“逢山开路、遇水架桥”的豪情与实力，克服所有的研制、试验难题，为“天问一号”着陆火星交上了完美答卷。

除此之外，北京空间机电研究所研制的4台小相机在“天问一号”着陆火星的过程中也发挥重要的记录功能。其中2台开伞监视相机在降落伞开伞前已开始工作，记录并见证降落伞完美绽放的时刻。后续，其他两台相机也将在相应时段践行它们的历史使命，期待它们的完美表现。