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着陆|相控阵敏感器、加速度计等，高精尖产品助力“天问一号”着陆火星

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相控阵敏感器、加速度计等 ， 高精尖产品助力“天问一号”着陆火星
5月15日 ， 经过约10个月的太空之旅 ， 我国首个火星探测器“天问一号”成功着陆火星 。 中国航天科工集团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 。

着陆|相控阵敏感器、加速度计等，高精尖产品助力“天问一号”着陆火星
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我国相控阵敏感器首次亮相太空
“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 。 中国航天科工集团二院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 。
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 。 由航天科工二院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%uB0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 。

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“定制化设计”保障天问一号平稳着陆
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 。 航天科工三院三部研制的“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 ， 有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30千米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 。
“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 。 航天科工三院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 。

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为“天问一号”稳定安全运行保驾护航
因探测环境差异巨大 ， “天问一号”探测器需要接受“冰火两重天”的温度考验 ， 航天科工三院306所为它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 。
航天科工二院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 。
航天科工三院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 。
航天科工所属航天江南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 。
据悉 ， 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 。 航天科工所属航天江南航天电器公司“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 ， 航天科工所属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 。 确保火星车移动的过程中能够随时精准“感知”速度、位置 。
来源 北京日报客户端 | 采访人员 张航
编辑：谢永利
流程编辑 吴越
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