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變推力發動機大功告成!跨越4億公里地外星球點火,歷時十年打造

明年將是中國航天大有作為的一年,嫦娥五號月球取樣返回、長征5號B型運載火箭首飛、天宮空間站天和號核心艙發射等等,這些項目每一個都是極具開創性的大工程,其中最具突破性的當屬火星一號探測器

作為第一次自主實施的火星項目(螢火一號屬於國際合作項目)我們要做的就是不鳴則已一鳴驚人,火星一號5噸左右發射重量將超過外國所有已經發射和計劃發射的火星探測器,能將全球最大火星探測器射入最遠4億公里火星軌道本身就是實力的證明。之所以造得這麼大是因為我們要跨過常規分布實施繞、落、巡探火步驟,一次發射即可實現「繞落巡」三大任務目標

火星一號探測器分為軌道器、著陸巡視器兩大部分,進入火星軌道後探測器組合體將先進行繞火探測,由軌道器搭載的0.5米解析度相機對著陸區域進行高精度成像,然後著陸巡視器與軌道器分離迎接決定成敗的7分鐘再入火星大氣環節

近日,航天科技集團六院傳來了火星探測器研製捷報,隨著7500N正樣階段大噴管狀態可靠性試驗取得圓滿成功,意味著由該院研製的火星著陸巡視器7500N變推力發動機熱試車任務大功告成。這款發動機將是火星一號著陸巡視探測器在距離火星表面4500多米高度點火反衝的主發動機,是成敗的關鍵所在。

探測器要想成功著陸火星需要在短短7分鐘時間內將兩萬多公里時速降為零,期間需要經歷氣動減速、降落傘減速、動力減速、著陸緩衝等多個環節,任何一個環節失敗都意味著登陸失敗,而7500N變推力發動機就是最後動力減速環節的主要工具。

該發動機脫胎於嫦娥四號月球探測器7500N變推力發動機,說明它既能登月還能登火,先進程度也是不言而喻。

7500N變推力發動機發展至今已有十年時間,它始於嫦娥三號落月任務,在嫦娥四號著陸月球背面任務中該發動機比沖從308秒提高到了310秒,別看僅僅是兩秒差別,就是這兩秒的性能冗餘大幅度提升了探測器落月成功率。

火星一號探測器研製始於2014年9月2日,發射窗口定於明年7月23日至8月5日,現在距離最後發射日期僅有14個月,探測器各項研製工作已經進入收尾環節,目前正處於總裝調試階段。服務火星探測的深空測控網也早已準備就緒,多部大口徑射電天線不僅能測控火星,最遠已經可以觸達冥王星。

我國首次自主實施的火星探測任務亮點不僅僅限於一次發射實現繞落巡,還有一系列探火技術的引領創新。

比如著陸器再入火星大氣層外國通常採用調整重心策略來控制升力,我國則首創氣動舵面配合噴流控制升力,目前國外僅有馬斯克的BFR星箭PPT方案上有此設計,而我們即將付諸實施,歸根結底這還是得益於我國枝繁葉茂的高超音速武器研發積累的經驗。

火星一號探測器搭載的火星車重量是玉兔二號的將近兩倍,在達到美國同類火星車性能水平的同時還首創蟹行和蠕動功能,通俗點說就是不僅能豎著走還能橫著走,想怎麼走就怎麼走。

我國火星探測器還將搭載15台探測載荷分別布置在軌道器與火星車上,他們將圍繞火星形貌、地質構造、土壤、水冰、表面物質、火星大氣、物理場、內部結構等科研課題展開細緻研究獲得一手數據資料,軌道器將與火星車陸空並舉協同探測,同時軌道器還將充當著陸巡視器與地球通信的中繼衛星

眾所周知登陸火星任務的風險係數極大,全球200多個國家和地區目前僅有美國一家成功實施了火星登陸任務,即便是美國自己火星登陸成功率也不到60%。

為什麼中國首次自主探火就敢於選擇如此高挑戰高風險的操作呢?

中國作為一個大國要做的事情有很多,一時沒有騰出手去做不代表我們不能做,比如航天領域我們要打造自己獨立自主的北斗全球衛星導航系統,載人航天要發射系列神舟飛船組建自己的天宮軌道站,嫦娥探月還要載人登月以後還要去月球挖礦,還有一大堆應用航天器。

經過多年發展自然積累了一系列的航天硬實力,現在我們既然決定去做火星探測那自然不會是小打小鬧,要知道作為有著14億人口的大國應當對人類發展有較大貢獻這句話絕不僅僅只是說說而已。

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