火星|千锤百炼、冰火考验:火星环绕器“问天”之路经历了什么?

新华社北京7月28日电(采访人员胡喆)随着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器的成功发射 , 火星探测走进人们的视野当中 。 我国首次火星探测任务计划一次性完成对火星的“环绕、着陆、巡视”三项任务 , 实现多个工程及科学目标 。 采访人员从中国航天科技集团了解到 , 作为火星探测器的重要组成部分 , 此次“天问一号”探测器上的火星环绕器总装、集成和试验任务主要由该集团八院812所负责 , 采用京、沪两地联合研制模式 。 千锤百炼、冰火考验……火星环绕器的研制突破了重重难关 。 那么 , 火星环绕器的“问天”之路都经历了什么?
千锤百炼的仿真试验
每一颗卫星在升空前都要经过无数次地面仿真模拟试验 , 因为卫星在太空中难以实施在轨维修 , 所以地面的仿真试验显得尤为重要 , 必须反复进行验证 。
火星环绕器在初样研制阶段 , 开展了多次满载状态下的振动试验 , 模拟发射和在轨环境 。 实际发射时火星环绕器是与着陆巡视器连接在一起的 , 为了能够尽量真实模拟发射时的力学环境 , 812所试验人员专门制备了着陆巡视器配重件 , 实实在在的仿真演练与设计给定的环境条件分毫不差 。
火星环绕器很重很胖 , 试验时间跨度长 , 与振动台连接状态需要按要求不断调整 。 812所试验中心副主任张利介绍 , 为了确保试验成功 , 试验人员在试验前、试验中、试验后都严格检查产品状态 , 质量控制、安全控制一个环节也不能少 。 而精细也不只是说说而已 , 它时刻烙印在812所每一位试验人员的心中 , 体现在每一次的试验操作中 。
小心翼翼地展开天线
火箭载着火星探测器飞行约37分钟后 , 便迎来了星箭分离的重要时刻 。 此时 , 火星环绕器的太阳翼和各类天线便逐步启动展开模式 。
“火星环绕器共有7个种类12个活动部件 。 ”主任工艺师张则梅介绍 , 火星环绕器是首个所有机构展开均为812所独立自主承担的型号 。
据总装主岗王利民介绍 , 火星环绕器活动机构和天线展开不仅多 , 而且都很长 , 最长的高增益定向天线长达2.5米 , 安装时需要折叠六次 , 这也成为环绕器总装过程中最难啃的一块骨头 。
在火星环绕器的初样研制阶段 , 试验过程中发现了天线展开后无法正常合拢的问题 , 主要原因是精度不够 。 总装团队立即紧张行动起来 , 再次复核数据、优化软件算法 , 从早到晚忙个不停 , 不解决问题决不罢休 。 经过一个星期的攻关 , 终于解决了这一难题 , 大家紧锁的眉头才得以舒展 。
【火星|千锤百炼、冰火考验:火星环绕器“问天”之路经历了什么?】型号调度王克寒告诉采访人员 , 环绕器的天线展开机构很精密 , 为保护其在展开后不被损坏 , 天线展开后不能过夜 , 展开及收拢工作必须一次完成 , 操作人员不敢停歇 , 一站就是一整天 , 甚至通宵达旦 。 他们小心翼翼地保护着产品 , 就像呵护自家的孩子 。
环绕器历经“冰火考验”
火星探测器发射后历经7到10个月的长途旅行才能抵达火星 。 为了确保火星环绕器在低温下正常工作 , 对它的“着装”要求非常严格 。
这件低温下穿的“衣服”被称为热控隔热组件 , 业内称低温多层 , 均采用自动缝纫机床及裁割机完成 。 火星环绕器的舱体结构大 , 它的“衣服”面积达到了30平方米 , 而一般卫星的“衣服”面积仅约15平方米 。
火星环绕器使用的是目前国内最大的基础平台 , 安装了3000牛的大推力发动机 , 发动机工作时温度可达上千摄氏度 。 这对发动机附近的温度防护提出了很高的要求 。
负责卫星热控实施的工艺师蒋谌立介绍 , 探测器中高温多层使用的是不锈钢箔及铝箔 , 边缘锋利 , 加工及安装难度非常大 , 极易割伤操作人员 。 为了保证操作安全 , 安装前 , 操作人员需穿戴防护服、防割手套和护目镜 , 先在多层标注安装孔位置进行预装 , 逐个打好孔后再用不锈钢丝穿套安装 。