“地火专线”这样开通！揭秘“天问探火”背后的故事(2)

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，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。

“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。

(责编：赵竹青、章斐然)