8月29日，在我國首次火星探測任務(wù)“天問(wèn)一號”探測器飛行里程突破1億公里之際，CCTV《對話(huà)》欄目以“來(lái)自火星的一場(chǎng)約會(huì )”為主題，解讀了這項任務(wù)背后的故事。
這期節目上，青島海麗雅集團有限公司副總工程師徐連龍作為嘉賓，講述了企業(yè)在“天問(wèn)一號”中的兩大貢獻：提供著(zhù)陸傘繩連接技術(shù)、研發(fā)并提供特種彈性繩索以用于著(zhù)陸器耐沖擊試驗。
這兩項工作都作用于探測器進(jìn)入火星大氣后安全著(zhù)陸這一最核心環(huán)節。從這個(gè)角度說(shuō)，海麗雅可謂是火星探測器安全著(zhù)陸的“守衛者”。
自鎖技術(shù)助力探測器“穩穩”著(zhù)陸
火星探測需要完成環(huán)繞、著(zhù)陸、巡視三大任務(wù)。其中，著(zhù)陸環(huán)節是公開(kāi)的技術(shù)難點(diǎn)。
著(zhù)陸過(guò)程中，探測器從130多公里的高空進(jìn)入火星大氣，時(shí)速高達每秒5.9公里，要在短短七分鐘的時(shí)間內，將速度降至零，才能實(shí)現安全著(zhù)陸。這也是所有火星探測任務(wù)中技術(shù)難度最大、失敗概率最高的關(guān)鍵時(shí)刻，被稱(chēng)為“黑色七分鐘”。航天科技集團五院火星探測系統副總師饒煒介紹，目前國際上共進(jìn)行了19次火星著(zhù)陸任務(wù)，只成功了8次，不成功的原因都集中在這7分鐘里。
這7分鐘對降落傘繩提出了極高要求。正如航天科技集團五院火星探測器總設計師孫澤洲所說(shuō)，這次任務(wù)最核心、最難的地方，就是探測器進(jìn)入火星大氣后氣動(dòng)外形和降落傘減速的過(guò)程，只有一次機會(huì )，必須確保成功。
“在著(zhù)陸過(guò)程中，減速傘打開(kāi)的一瞬間和探測器著(zhù)陸的一瞬間對傘繩的沖擊力都非常大，傳統的繩索插接方式一旦耐受不住沖擊力就會(huì )產(chǎn)生斷裂，探測器也將無(wú)法完成后續任務(wù)。”徐連龍說(shuō)。而海麗雅的技術(shù)成果，就是要確保探測器著(zhù)陸階段的降落傘減速環(huán)節萬(wàn)無(wú)一失。
徐連龍介紹，“天問(wèn)一號”著(zhù)陸器降落傘的傘繩，采用的是海麗雅集團的發(fā)明專(zhuān)利——繩索插接技術(shù)。“采用傳統傘繩連接方式，在降落環(huán)節的強力損失可高達50%；而繩索插接技術(shù)的自鎖功能能夠最大限度提高傘繩強度、減少強力損失，確保著(zhù)陸器安全。”徐連龍告訴記者。
特種繩索為著(zhù)陸火星“打好提前量”
一次火星探測任務(wù)背后凝聚著(zhù)無(wú)數心血，必須盡最大努力把每個(gè)環(huán)節的風(fēng)險降到最低。
最好的“挽救”就是“預防”。在“天問(wèn)一號”火星探測器正式發(fā)射前，仿真模擬著(zhù)陸器在進(jìn)入火星大氣過(guò)程中降落傘開(kāi)傘時(shí)所承受的瞬態(tài)沖擊力，以驗證著(zhù)陸器整體結構載荷能力和穩定性，是“天問(wèn)一號”地面模擬試驗中的重要環(huán)節。
事實(shí)上，在這個(gè)環(huán)節，“天問(wèn)一號”技術(shù)團隊選擇合適的耐沖擊試驗器具時(shí)面臨不少困難。若按原計劃使用大型金屬彈簧，則面臨著(zhù)技術(shù)難度高、結構復雜、成本高昂等問(wèn)題。
為此，海麗雅經(jīng)過(guò)一年半的技術(shù)攻關(guān)，定向研發(fā)了一款特種彈性繩索，完美替代了大型金屬彈簧方案。經(jīng)過(guò)上千次試驗，這款特種彈性繩索圓滿(mǎn)完成了火星探測器著(zhù)陸計劃的地面試驗，獲取了精確、穩定的試驗數據，確保了著(zhù)陸器耐沖擊地面模擬試驗的順利進(jìn)行，為著(zhù)陸火星“打好了提前量”。
按照計劃，“天問(wèn)一號”將于明年2月到達火星并開(kāi)展著(zhù)陸準備等工作。屆時(shí)，“青島造”的特種繩索將接受“實(shí)戰測試”。
海麗雅始建于1922年，由生產(chǎn)女士扎頭繩起家，如今已發(fā)展成為以特種繩纜、應急自救產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)等為主體的國家高新技術(shù)企業(yè)。作為先后為中國海洋科考船“大洋一號”、“科學(xué)”號、“雪龍”號、載人潛水器“蛟龍”號、大型飛船返回艙等國家重大科研項目定向研發(fā)特種繩纜的企業(yè)，海麗雅目前擁有專(zhuān)利1600多項，曾榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。
