來源：人民網(wǎng) 原創(chuàng)稿

國家航天局局長張克儉宣布中國首次火星探測天問一號任務(wù)著落火星圓滿成功。國家航天局張高翔攝

5月15日7時18分，距離地球3.2億千米之外，“天問一號”成功實現(xiàn)火星表面軟著陸，穩(wěn)穩(wěn)落在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，我國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。

作為首位“旅客”，“天問一號”成功降落火星，見證了屬于中國的“地火專線”正式開通。從去年7月23日在文昌航天發(fā)射場啟程，“天問一號”經(jīng)歷了長達近7個月的“奔火”之旅和3個月的“環(huán)火”探測，如今“登火”成功，即將開始全新的“火星生活”。這一程漫長的旅途，終于迎來了最激動人心的一刻?；赝麃砺罚@一步步走得穩(wěn)健，走得扎實，也成就了一個個動人心弦的美麗故事。

“胖五”搭建“登云梯”

“天問一號”火星探測器的成功發(fā)射，邁出了我國行星探測的第一步。不到300天里，長征五號系列火箭攜“天問一號”沖天奔火、助“嫦娥五號”九天攬月、送“天和”核心艙太空建站。3次發(fā)射，3步跨越。從地月系到太陽系，我國的深空探測正在一步步走遠。

“長征五號火箭投入工程應(yīng)用，將有力支撐國家重大航天工程的實施，對加快推進航天強國建設(shè)發(fā)揮重要作用?！焙教炜萍技瘓F一院院長王小軍介紹，火箭的能力有多大，航天的舞臺就有多大。作為目前我國運載能力最強的火箭，長征五號火箭讓我國火箭運載能力躋身世界第一梯隊，也讓我們對探索浩瀚宇宙有了更大的想象空間。

然而，圓夢的旅程并非一帆風(fēng)順，艱難、挑戰(zhàn)、巨大的壓力，如影隨形。2020年5月5日，長征五號B火箭用首飛成功掃除“陰霾”，扭轉(zhuǎn)了中國航天面臨的不利局面。這時，距離“天問一號”的發(fā)射僅剩兩個多月，如果不加速快跑，錯過了窗口期，中國的探火計劃就要推遲26個月。

為了搶進度，航天人白天“見縫插針”，晚上“廢寢忘食”，一直干到夜里12點。當(dāng)時，海南文昌正值“桑拿天”，就算什么事都不做，待在戶外都會大汗淋漓。每天，他們皮膚曬到掉皮，衣服全部濕透，身體嚴重脫水，甚至靠喝補鹽液維持。主管發(fā)射臺恢復(fù)工作的徐錚腎結(jié)石發(fā)作，可手里的工作沒有停。那幾天，他是靠止疼藥扛過了一波又一波的劇痛。

送完“天問一號”，已是7月底，“嫦娥五號”以及“天和”核心艙的發(fā)射任務(wù)又接踵而至，長征五號團隊面臨的是停不下來的“接力賽”。從2019年10月至今，很多隊員連續(xù)18個月一直奮戰(zhàn)在發(fā)射場，經(jīng)歷了5次任務(wù)的洗禮，他們陪火箭的日子，比陪家人的都多。

面對一發(fā)發(fā)火箭的滾動生產(chǎn)、一次次地突破極限，長征五號火箭第一總指揮、航天科技集團一院黨委書記李明華感慨道：真正的強者，不是沒有眼淚，而是含著淚依然在奔跑的人。這支隊伍，不僅是在書寫成功，也是在書寫歷史；不僅是在創(chuàng)造紀錄，也是在創(chuàng)造精神。

火星探測器“天問一號”著陸火星表面模擬圖。國家航天局張高翔攝

“千里眼”送上“保命招”

此次著陸火星，過程全靠“天問一號”自主實現(xiàn)。面對惡劣的火星環(huán)境，如何找準目標，穩(wěn)穩(wěn)降落？任務(wù)中，專屬于火星探測器的太空“千里眼”分外引人注目，也被稱為是“著陸末段黑色九分鐘的保命手段”。

這就是中國航天科工二院25所獨立研發(fā)的具備高精度測量能力的相控陣敏感器。相控陣敏感器總工程師孫武介紹，這是國內(nèi)首次將相控陣體制雷達應(yīng)用于地外天體著陸測量。與此前的載人航天工程任務(wù)不同，火星和地球之間距離漫長，通信存在十幾分鐘的時延，在地球上無法控制著陸過程，必須讓著陸巡視器自主完成這‘黑色九分鐘’的旅程，對敏感器提出的要求極為苛刻。

“科技創(chuàng)新這條路，一定會有坎坷，但必須要堅持走?！睂O武說。據(jù)了解，在研制初期，相控陣敏感器團隊就瞄準國際領(lǐng)先的目標，制定距離和速度的測量精度要求。這是一次新體制在新環(huán)境下的新應(yīng)用，孫武帶領(lǐng)研究團隊“從零”開始技術(shù)攻堅。2016年項目成立，相控陣敏感器團隊當(dāng)即組建了總體、調(diào)度、組合、工藝、結(jié)構(gòu)、可靠性、物資、質(zhì)量等突擊分隊，聚焦關(guān)鍵技術(shù)突破，協(xié)同集智攻關(guān)，從縱向和橫向覆蓋產(chǎn)品的各個研制環(huán)節(jié)，完成了多輪產(chǎn)品的設(shè)計和研制，通過了直升機掛飛試驗、外場揚塵試驗、懸停點火試驗等十余項試驗的驗證，最終圓滿完成研制任務(wù)。

“立項時間晚，產(chǎn)品技術(shù)新?！彼麄冇煤顾推床?，贏得了火星探測工程總師的高度評價。

“自主創(chuàng)新是我們攀登世界科技高峰的必由之路。”孫武說，在探索宇宙未知的征途上，創(chuàng)新已經(jīng)成為中國航天人代代相傳的基因，也是不斷取得成功的法寶。

“祝融號”著陸點。國家航天局張高翔攝

“專車”深情送“助攻”

火星探測器“天問一號”包括環(huán)繞器和著陸巡視器兩部分。火星著陸任務(wù)的實現(xiàn)，離不開環(huán)繞器——這一最安全的星際“專車”的輔助。

在著陸過程中，環(huán)繞器首先需要準確釋放著陸器。這個分離前后的控制需要大約7個小時，環(huán)繞器需要按順序自主、準確、可靠地完成軌道降低發(fā)動機點火和關(guān)機、兩器分離姿態(tài)建立、兩器分離后軌道升高發(fā)動機點火和關(guān)機等一系列動作。

“稍有不慎，探測器就可能被火星引力拉向火星表面，而由于通訊時延的存在，我們并沒有辦法實時獲知探測器的狀態(tài)并對異常情況進行干預(yù)?！焙教炜萍技瘓F八院環(huán)繞器副總設(shè)計師朱慶華說道，“可以說，器器分離的過程是我們控制算法精度、產(chǎn)品工作可靠性、故障預(yù)案周密性等最充分的考驗?！?/p>

對此，方案設(shè)計師王衛(wèi)華打了個比方：“這就好比在室外，距離標準籃筐980米進行投籃，還必須事先考慮到投籃的角度、時機、投球力度，以及籃球自身旋轉(zhuǎn)運動、風(fēng)速和風(fēng)向外部環(huán)境等種種因素的影響?！?/p>

為了應(yīng)對如此復(fù)雜的狀況，設(shè)計師們做了不同情況下的預(yù)案和對策。假如環(huán)繞器通過自身的敏感器發(fā)現(xiàn)沒有完成既定的動作時，會自主帶著著陸器迅速進行軌道抬升以避免撞向火星，并在合適的時機再次選擇執(zhí)行兩器分離的一系列動作。

值得一提的是，“卸貨”后的環(huán)繞器，也并非想象中的“一身輕松”。此刻，它需要迅速肩負起對火星表面進行遙感探測的任務(wù)，同時選擇恰當(dāng)?shù)臅r機來將巡視器的數(shù)據(jù)“中繼”傳向地球。

此時，環(huán)繞器需要同時實現(xiàn)對巡視器、地球、太陽3個目標的高精度同步指向控制。毫不夸張地說，在距離地球2.93億公里的軌道上準確指向地球，相當(dāng)于要在2米開外瞄準繡花針孔，而且要在環(huán)繞器自身還在不斷的飛行運動情況下，時刻保持住瞄準狀態(tài)，難度可想而知。

“絕對可以稱得上是‘八面玲瓏’了!”GNC系統(tǒng)主任設(shè)計師聶欽博笑著說道。