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我们为什么要去火星?“天问一号”发射成功,这些是“成都造”

四川观察 四川观察sctv 2021-06-23

7月23日12点41分,我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器,火箭飞行约2167秒后,并成功将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步。


天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后,到达火星附近,通过“刹车”完成火星捕获,进入环火轨道,并择机开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测。


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  哪些来自“成都造”?


扎根成都的四川航天技术研究院下属四川航天燎原科技有限公司作为遥四运载火箭的重要制造单位,主要负责了长五遥四箭上配电器、附加控制器、电缆网等重要单机以及地面测发控整体系统的生产制造任务。2013年起至今,已完成35项129台套产品的生产交付任务,产品交付合格率100%。


针对长五遥四火箭“长寿命、高可靠”等技术特点,四川航天燎原科技有限公司根据机械加工、电子装联、电缆制造等8大类不同专业产品特点制定了近千份的工艺指导和保障文件。



而对于长五遥四的制造过程而言,一旦失之毫厘,便差之千里。一个简单的螺丝钉的背后,是十数道不同的制造和检验工序,任何一个环节的差错都可能导致整个产品的质量问题。有时,仅短短1秒钟的焊接操作时间差就会导致印制板的整体报废。高度的重视准备、严格的质量管控、随机的现场巡检、完善的保障体系、精湛的技师手艺,为长五遥四100%的质量可靠性铸就了坚实堡垒


作为执行我国首次火星探测任务的长五遥四火箭,制造过程中的技术攻关数不胜数。以某附加控制器使用的新型印制板连接器为例。连接器主要用于连接长五火箭内部不同的分机产品。一般的连接器, 一端采用焊接方式、一端采用插拔方式。某新型连接器采用由焊杯和焊针形成的特殊组合方式且两端均需焊接,导致焊接效率较低且连接可靠性较差。


为此,四川航天燎原科技有限公司组织精干技术力量集智攻关,经过一轮又一轮的查找、分析、验证,重新设计制作专用工装,总结出了该组合型印制板连接器的焊接新方法,全面提高了焊接可靠性和焊接效率。再比如针对箭上附加控制器连接器本体长、焊接后易变形的问题,通过大量的工艺试验,成功攻克了令人头疼的防变形难题。多项技术难题的成功攻克,为长五遥四的生产制造和成功发射夯实了基础。


  迈出中国行星探测第一步


首次火星探测任务的工程目标:


一是突破火星制动捕获、进入/下降/着陆、长期自主管理、远距离测控通信、火星表面巡视等关键技术,实现火星环绕探测和巡视探测,获取火星探测科学数据,实现我国在深空探测领域的技术跨越


二是建立独立自主的深空探测工程体系,包括设计、制造、试验、飞行任务实施、科学研究、工程管理以及人才队伍,推动我国深空探测活动可持续发展


首次火星探测任务的科学目标,主要是实现对火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等研究。




首次火星探测任务于2016年1月经党中央、国务院批准立项,由国家航天局组织实施,具体由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用等五大系统组成。国家航天局探月与航天工程中心为工程总体单位,中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制运载火箭系统,中国空间技术研究院和上海航天技术研究院抓总研制探测器系统。中国卫星发射测控系统部负责组织实施发射、测控。中国科学院国家天文台抓总研制地面应用系统、负责科学数据接收、处理、存储管理等工作。


我国火星探测作为开放性的科学探索平台,包括港澳地区高校在内的全国多地研究机构积极参与了研制过程,我国也与欧空局、法国、奥地利、阿根廷等国家和组织开展了多项合作。


  我们为什么去火星?


自20世纪60年代以来,人类曾进行了四十多次火星探测任务,包括美、俄、日、欧、印等国在内的“探火”大军日益壮大。2020年火星探测再次成为热门,其魅力之大,可见一斑。


那么,问题来了:外太空那么多星球,为什么大家都“认准”了火星?


——火星是太阳系内环境与地球最为接近的星球,也是人类最有可能登陆的下一个地外天体。



人类如果想要冲出地月系统到达下一个行星,理论上应从火星和金星两个“邻居”开始。它们和地球同处太阳系内的宜居带内、同属于岩质行星、拥有孕育生命的可能性。


然而深入探究一下,两者相比较的话,火星的条件要相对“优越”。



如果人类的未来是宇宙的星辰大海,中国人没有任何理由不去探测火星!


火星能告诉我们什么?


——作为地球的近邻,火星探测的科学价值十分突出。


是什么原因导致火星失去了水?它怎样从一个蓝色星球变成现在一片荒漠的红色星球?其大气、环境是如何演化的?火星的今天有没有可能就是地球的明天?这些都是科学家们想要通过相关探测去解答的问题。



为什么是今年?


——挑选与地球距离最近的时候奔向火星


为什么,今年计划“探火”的国家不约而同将火箭发射日期选在7-8月?



计算得出,在地球上每隔约26个月是发射火星探测器的最好时机。如果错过今年7-8月这次“窗口期”,下次火星探测的好时机只能等到2022年。



费时费力探火星,真的值得吗?


——不仅促进科学技术的进步,更让人类拥有了在面临严峻问题时的自信、勇气和团结


有这么多人吃不上饭,为什么还要探索宇宙?


面对耗资巨大的航天项目,许多人可能都会有这样的疑问。这里就不得不再次提到美国宇航局(NASA)的那个经典回答。


1970年,一名赞比亚修女致信NASA航行中心科学副总监史都林格博士,问道:目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭,他怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元。


史都林格很快给修女回了信,同时还附带了一张阿波罗8号在环月轨道上拍摄的题为“升起的地球”的照片。信中提到:“通往火星的航行并不能直接提供食物解决饥荒问题。然而,它所带来大量的新技术和新方法可以用在火星项目之外,这将产生数倍于原始花费的收益。”



以火星探测等航天工程为代表的航天能力,还是综合国力的象征,在世界竞争格局中发挥着独特的作用。如果“天问一号”获得成功,将成为中国太空探索领域的重要里程碑。


探索浩瀚的宇宙是全人类的共同梦想。对宇宙的探索,不仅促进科学技术的进步,更让人类拥有了在面临严峻问题时依然保持自信,充满解决困难的勇气,团结一致的态度以及进取精神。



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源丨央视新闻、人民网、锦观新闻

编辑丨崔莺馨 (见习)
责编丨陶忻玥
审核丨杨中明



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