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“祝融号”像个大蝴蝶!并非有意为之?

来源:我们的太空 责任编辑:李佳琦
2021-05-26 08:28:18

“太丑了!太丑了!”

——“祝融号”火星车犹如展翅蝴蝶,惊艳全球,为中国工业设计的“颜值”打了翻身仗。殊不知其“过程稿”曾“丑”到令总师连连摇头?

“不说了,不说了……”

——带队同时挑战月背、火星,扛千钧压力,克千难万险,他连眼都不曾眨一下。成功过后,抚今追昔,这个硬汉为何哽咽了?

更多天问一号任务幕后故事,来自中国航天科技集团有限公司五院的我国首次行星探测暨火星探测天问一号任务探测器系统总设计师孙泽洲,在近日播出的央视《面对面》专访中为大家讲述——

从着陆到巡视

“祝融”为何等了7天?

5月15日7时18分,由航天科技集团研制的天问一号探测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成功;5月22日,“祝融号”火星车安全驶离着陆平台,到达火星表面,开始巡视探测。那么,中间的几天,火星车在做哪些准备工作呢?

孙泽洲介绍,在着陆后第一天,探测器要开展大量的关于设置自己状态的工作,包括桅杆、太阳翼、天线的展开,移动悬架的抬升等一系列工作,之后几天探测器它要完成对周围的环境感知以及与地面建立通讯。

接下来的3个火星月,“祝融号”将在火星上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作。

被赞“火星蝴蝶”

“祝融”的高颜值从何而来?

“祝融号”,这辆以中国上古神话中的火神命名的火星车重量达到240公斤左右,为6轮独立驱动,携带6台载荷,其太阳翼呈蝴蝶翼形。因此有人形象地将“祝融号”火星车比喻为“火星蝴蝶”。那么,设计师为什么要采用这种方案呢?

▲ “祝融号”火星车(示意图)

“我们太阳翼必须面积大,不是因为想设计成蝴蝶,是大家设计完之后觉得它像蝴蝶。太阳翼收拢的时候都是扣在一起的。这个设计很巧妙,还非常美观。”孙泽洲透露,太阳翼的方案,研制团队在设计初期做了不止十种,“一开始设计成翻开再展开的,我说那样不行,一个是很复杂、风险大,需要二次展开,不可靠;另外也太丑了。我们最后设计成这样,大家觉得非常美观,我觉得很有特征,很有标识感。”

此外,“祝融号”火星车还具有自主规划行驶路径等功能,从而应对火星上复杂的环境和地火通讯延迟等困难。

一次任务实现“绕着巡”

挑战人类首次底气何来?

2016年,我国首次火星探测任务和嫦娥四号任务分别正式立项,孙泽洲被任命为两大探测器的“双料”总设计师,一面飞“月球”,一面奔“火星”。其中,嫦娥四号任务实现了人类航天器首次月球背面软着陆与巡视探测,而我国火星探测任务则是人类航天器首次在一次任务中完成火星环绕、着陆与巡视探测。

从“探月”到“探火”,距离从38万公里“跨越”到最远4亿公里,而火星表面环境更为复杂。国外一次完成单项探火任务的失败率就很高,我们要一次出发完成三项任务,底气何来?孙泽洲说,这靠得是研制团队开展的大量认真细致的、具有前瞻性的工作。

比如,对于天问一号的着陆任务,降落伞极为重要。如果是验证再入地球的航天器,用飞机把伞拉到空中抛下即可。但火星大气比较稀薄,在距离地球地面30多公里高度才能模拟进入火星时的大气密度。为了验证降落伞系统,工程牵引新研制了一枚火箭弹。团队使用火箭弹把模型打到30-50公里的高度,模型从火箭弹分离,然后使用程序控制伞和模型,才能模拟在火星上开伞的过程。

“我们做了很多准备,甚至可以说至少有一半甚至一半以上的精力都是在做防止极小概率事情发生的工作。”孙泽洲透露,“这次着陆系统还带了一个信标装置,类似飞机的黑匣子。如果探测器没有真正平稳着陆到火星表面,比如发生了撞击,我们在一定程度上也可以靠这个信标把进入过程中关键的记录数据传回地面,便于我们分析原因。”

不曾在团队面前表露压力

成功过后,他为何哽咽?

天问一号此行,其实是与阿联酋的希望号和美国的毅力号同场竞技。2020年7月的发射窗口期,三个国家的三个火星探测器相继发射升空,踏上奔向火星的征途。希望号的目标是环绕火星,而天问一号和毅力号的目标都是着陆火星。谈及此次任务的特殊性,孙泽洲一度哽咽。

“月球探测的时候,没有人跟我们在同时期做月球软着陆探测,类似于运动场只有我一个运动员,成功与否只是我的一次任务而已。而这次三个航天器同场竞技,阿联酋‘希望号’已经环绕成功了,美国‘毅力号’已经着陆成功了,这时候天问一号在我心里已经不是一个任务完不完成这么简单,我不太好用语言来表达我压力的程度,但我和我们团队在这个过程中承受的压力跟以前的任务相比,真的不一样。”但是,作为总师,孙泽洲不能在团队面前表露心中巨大的压力,他说,“还是要让大家有一个平和的心态。”

未来的行星探测

要选30岁的总师?

在中国航天事业的发展中,一代代航天人的经验与精神传承十分关键。对于这一点,孙泽洲体会尤为深刻。34岁担任副总设计师,38岁担任系统总设计师,如今51岁的孙泽洲已经作为总师与团队放飞了嫦娥三号、嫦娥四号和天问一号三个探测器。这其中,有追赶,更有超越,难免会遇到棘手的困难,要作出艰难的抉择。这时候,孙泽洲会咨询我国深空探测领路人、“人民科学家”叶培建院士等老一辈航天人的建议。

“叶总会给我提很多建议,但他每次都有一句话:最后的主意是需要你拿的。”孙泽洲说,这句话给了他很大的鼓励,也体现出老一辈航天人对年轻一代航天人的信任。

“上世纪九十年代初我来到五院,那时候任务真的很少,一年发射不了一颗型号,后来从九十年代末开始有一个快速的发展期,这个发展期给我们提供了一个很好的平台。我们也一直重视传承、培养工作,大胆地给年轻人压担子,给他们更多的信任。那天我还说,以后的深空探测真的需要80后,甚至要让更年轻的人担当主力。为什么这么说?像我们现在到月球几天的飞行,到火星几个月的飞行,到木星几年的飞行,以后要到天王星、海王星,那可能需要飞行得更久。所以我们开玩笑,下回更远的行星探测一定要选一个30岁的总师,要不然等飞到了,总师都退休了。”