南航元素助力“天問(wèn)一號(hào)”問(wèn)天
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7月23日12時(shí)41分,我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功發(fā)射,開(kāi)啟火星探測(cè)之旅,邁出了我國(guó)自主開(kāi)展行星探測(cè)的第一步。 記者了解到,“天問(wèn)一號(hào)”項(xiàng)目背后,有不少江蘇科研力量。南京航空航天大學(xué)承擔(dān)了火星應(yīng)急信標(biāo)裝置的研制任務(wù),將搭載“天問(wèn)一號(hào)”執(zhí)行我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù),也是國(guó)內(nèi)唯一獨(dú)立承擔(dān)火星探測(cè)器載荷研制任務(wù)的高校。尤其值得一提的是,南航航天學(xué)院院長(zhǎng)葉培建院士是項(xiàng)目的總指揮、總設(shè)計(jì)師顧問(wèn),而南航1988級(jí)校友孫澤洲擔(dān)任火星探測(cè)器總設(shè)計(jì)師。 耐極寒抗沖擊,4公斤“小筒”保障應(yīng)急通信 在南航23日舉辦的火星探測(cè)器發(fā)射直播觀摩活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng),記者看到了外形像小筒一樣的信標(biāo)裝置樣品,重量不過(guò)4公斤左右,但其中結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜精密。 “火星探測(cè)器的信標(biāo)裝置相當(dāng)于黑匣子加上信標(biāo)系統(tǒng)!被鹦翘綔y(cè)器信標(biāo)項(xiàng)目主任設(shè)計(jì)師、南航航天學(xué)院張子健副教授介紹,火星探測(cè)器包含環(huán)繞器、著陸器和巡視器三大部分,而信標(biāo)裝置主要安裝在著陸器和巡視器兩部分!斑@套信標(biāo)裝置,能夠保障高強(qiáng)度沖擊、極寒等極端環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信,還可以記錄探測(cè)器著陸火星的行動(dòng)軌道,在國(guó)內(nèi)外都稱得上是首創(chuàng)。” 這個(gè)看似“小巧”的信標(biāo)裝置,在空間和體積的嚴(yán)格控制下,必須滿足高強(qiáng)度沖擊、極寒高溫等多方面的苛刻要求。這樣一個(gè)全新的產(chǎn)品,無(wú)任何成功經(jīng)驗(yàn)可借鑒,團(tuán)隊(duì)只能“摸著石頭過(guò)河”。2018年8月,火星應(yīng)急信標(biāo)裝置研制團(tuán)隊(duì)在南航正式成立,詳細(xì)設(shè)計(jì)方案于2019年4月評(píng)審?fù)ㄟ^(guò),經(jīng)過(guò)6個(gè)月的研制與技術(shù)攻關(guān),團(tuán)隊(duì)按計(jì)劃完成了電性能測(cè)試、力試驗(yàn)、鑒定級(jí)產(chǎn)品投產(chǎn)等研制技術(shù)流程,各項(xiàng)功能與性能滿足使用與設(shè)計(jì)要求。11月底正樣產(chǎn)品順利投產(chǎn),2020年4月信標(biāo)裝置正式交付。 每次高沖擊試驗(yàn)都“跌宕起伏” 重重困難也要“使命必達(dá)”,研制人員一路闖過(guò)了結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)、無(wú)線電測(cè)控子系統(tǒng)、熱控制子系統(tǒng)等多道難關(guān)。 高過(guò)載沖擊試驗(yàn)是考核信標(biāo)裝置抗極端環(huán)境的重要驗(yàn)證試驗(yàn),試驗(yàn)的過(guò)程具有一定的危險(xiǎn)性,盡管在試驗(yàn)前有專門關(guān)于技術(shù)安全的風(fēng)險(xiǎn)控制措施,確保試驗(yàn)在保證安全的前提下開(kāi)展,但還是讓團(tuán)隊(duì)成員吃了不少苦頭。 “每一次的高沖擊試驗(yàn)都‘跌宕起伏’,但也都是必須得啃下來(lái)的‘硬骨頭’!蹦虾交鹦菓(yīng)急信標(biāo)團(tuán)隊(duì)總設(shè)計(jì)師、南航航天學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)陳金寶介紹,為了讓高沖擊試驗(yàn)可控、可測(cè)地進(jìn)行,團(tuán)隊(duì)共采用了五種試驗(yàn)驗(yàn)證工作的沖擊方案。 第一種方案需要近距離測(cè)量信標(biāo)的參數(shù),但由于信標(biāo)位置的不可預(yù)知性,團(tuán)隊(duì)成員需要冒著被砸傷的風(fēng)險(xiǎn),在試驗(yàn)場(chǎng)一線進(jìn)行參數(shù)測(cè)量。實(shí)際試驗(yàn)工作中,信標(biāo)距離成員不足10米,稍微出現(xiàn)一點(diǎn)偏差,團(tuán)隊(duì)成員就可能面臨生命危險(xiǎn)。而這僅僅是一個(gè)開(kāi)始,由于第一種方案無(wú)法滿足試驗(yàn)的測(cè)試要求,團(tuán)隊(duì)迅速調(diào)整后又開(kāi)始驗(yàn)證第二種、第三種試驗(yàn)方案,但都滿足不了指標(biāo)要求。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次摸索,研制團(tuán)隊(duì)屢敗屢戰(zhàn),最終第五種試驗(yàn)方案達(dá)到了各種指標(biāo)要求,試驗(yàn)驗(yàn)證工作圓滿完成。 仰望星空,總師又是“南航造” “我們還要到火星取樣返回,還要對(duì)木星進(jìn)行探測(cè),還將向太陽(yáng)系邊際探測(cè)飛行。中國(guó)的航天強(qiáng)國(guó)夢(mèng),將為中國(guó)的偉大復(fù)興作出貢獻(xiàn)!”2018年5月,葉培建院士被聘為南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院院長(zhǎng)。 此次擔(dān)任“天問(wèn)一號(hào)”總師的是南航校友孫澤洲,從南航電子工程專業(yè)畢業(yè)后,他隨即進(jìn)入航天科技集團(tuán)中國(guó)空間技術(shù)研究院工作。2004年任“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師,2008年任“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器總設(shè)計(jì)師,后擔(dān)任“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器總設(shè)計(jì)師,以及火星探測(cè)器總設(shè)計(jì)師。 中國(guó)火星探測(cè)任務(wù)最核心、難度最大的地方,就是在著陸器進(jìn)入火星大氣后降落傘減速的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程只有一次機(jī)會(huì)!罢J(rèn)識(shí)一個(gè)新的事物就是試錯(cuò)的過(guò)程,航天卻不會(huì)給你很多機(jī)會(huì)去試錯(cuò)!睂O澤洲坦言。(楊頻萍) |
