“青岛造”将守护火星探测器着陆

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2020-09-07 245


海丽雅提供的伞绳连接技术、特种弹性绳索是“天问一号”完成难度最大、失败率最高任务的关键——


8月29日,在我国首次火星探测任务“天问一号”探测器飞行里程突破1亿公里之际,CCTV《对话》栏目以“来自火星的一场约会”为主题,解读了这项任务背后的故事。


这期节目上,青岛海丽雅集团有限公司副总工程师徐连龙作为嘉宾,讲述了企业在“天问一号”中的两大贡献:提供着陆伞绳连接技术、研发并提供特种弹性绳索以用于着陆器耐冲击试验。


这两项工作都作用于探测器进入火星大气后安全着陆这一最核心环节。从这个角度说,海丽雅可谓是火星探测器安全着陆的“守卫者”。


自锁技术助力探测器“稳稳”着陆


火星探测需要完成环绕、着陆、巡视三大任务。其中,着陆环节是公开的技术难点。


着陆过程中,探测器从130多公里的高空进入火星大气,时速高达每秒5.9公里,要在短短7分钟的时间内,将速度降至零,才能实现安全着陆。这也是所有火星探测任务中技术难度最大、失败概率最高的关键时刻,被称为“黑色7分钟”。航天科技集团五院火星探测系统副总师饶炜介绍,目前国际上共进行了19次火星着陆任务,只成功了8次,不成功的原因都集中在这7分钟里。


这7分钟对降落伞绳提出了极高要求。正如航天科技集团五院火星探测器总设计师孙泽洲所说,这次任务最核心、最难的地方,就是探测器进入火星大气后气动外形和降落伞减速的过程,只有一次机会,必须确保成功。


“在着陆过程中,减速伞打开的一瞬间和探测器着陆的一瞬间对伞绳的冲击力都非常大,传统的绳索插接方式一旦耐受不住冲击力就会产生断裂,探测器也将无法完成后续任务。”徐连龙说。而海丽雅的技术成果,就是要确保探测器着陆阶段的降落伞减速环节万无一失。


徐连龙介绍,“天问一号”着陆器降落伞的伞绳,采用的是海丽雅集团的发明专利——绳索插接技术。“采用传统伞绳连接方式,在降落环节的强力损失可高达50%;而绳索插接技术的自锁功能能够最大限度提高伞绳强度、减少强力损失,确保着陆器安全。”徐连龙告诉记者。


特种绳索为着陆火星“打好提前量”


一次火星探测任务背后凝聚着无数心血,必须尽最大努力把每个环节的风险降到最低。


最好的“挽救”就是“预防”。在“天问一号”火星探测器正式发射前,仿真模拟着陆器在进入火星大气过程中降落伞开伞时所承受的瞬态冲击力,以验证着陆器整体结构载荷能力和稳定性,是“天问一号”地面模拟试验中的重要环节。


事实上,在这个环节,“天问一号”技术团队选择合适的耐冲击试验器具时面临不少困难。若按原计划使用大型金属弹簧,则面临着技术难度高、结构复杂、成本高昂等问题。


为此,海丽雅经过一年半的技术攻关,定向研发了一款特种弹性绳索,完美替代了大型金属弹簧方案。经过上千次试验,这款特种弹性绳索圆满完成了火星探测器着陆计划的地面试验,获取了精确、稳定的试验数据,确保了着陆器耐冲击地面模拟试验的顺利进行,为着陆火星“打好了提前量”。


按照计划,“天问一号”将于明年2月到达火星并开展着陆准备等工作。届时,“青岛造”的特种绳索将接受“实战测试”。


海丽雅始建于1922年,由生产女士扎头绳起家,如今已发展成为以特种绳缆、应急自救产品研发生产等为主体的国家高新技术企业。作为先后为中国海洋科考船“大洋一号”、“科学”号、“雪龙”号、载人潜水器“蛟龙”号、大型飞船返回舱等国家重大科研项目定向研发特种绳缆的企业,海丽雅目前拥有专利1600多项,曾荣获国家科学技术进步奖二等奖。

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