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    7500N变推力发动机助天问一号实现“最后一脚”稳
    时间:2021-06-10

      新华社西安5月15日电(记者付瑞霞)15日,天问一号着陆巡视器与环绕器实现分离,成功着陆火星。从分离到着陆的短短9分钟内,着陆巡视器的运行时速从约2万公里降为零,其间需要经历气动减速、降落伞减速、动力减速、着陆缓冲等多个环节。作为着陆巡视器的主发动机,由航天科技集团第六研究院研制的7500N变推力发动机是动力减速环节的主要工具,使天问一号实现“最后一脚”稳准刹车。

      天问一号采用的是由液体火箭发动机提供反推力的方式来实施最后的减速,此方法已在嫦娥三、四、五号探测器落月过程中连续三次成功实施,天问一号着陆巡视器的7500N变推力发动机正是落月用变推力发动机的2.0版。

      “之所以从1.0升级到2.0,是因为火星表面软着陆的难度升级了。” 航天科技集团六院院长王万军说。火星与地球的距离为3亿公里,信号还没跑到地球,探测器已经“收工”了。对于身在遥远异乡的“小家伙”来说,这一段路得它自己操心,每一次推力的变化必须迅速、精准,发动机需要很“听话”。

      在着陆巡视器降落过程中,雷达等探测设备会像眼睛一样盯着火星地面,测量它距离地面高度等参数,这些参数进入制导、导航与控制系统,由这个睿智的“大脑”计算出对发动机的推力要求。发动机会按照预设的时序和实时的指令完成变推力调节,让着陆巡视器慢下来,最后以很低的速度稳稳落在火星表面。

      火星表面软着陆的另一个难点在于,月球表面近似真空,而火星表面有一层稀薄的大气。在降落过程中,着陆器与火星表面的大气会剧烈摩擦,为了防止被“烧糊”,着陆器上增加了一个防热大底,原本可以“伸出去”的发动机被“兜起来”了。有限的舱体空间限制着发动机的尺寸,天问一号变推力发动机的高度比嫦娥三号变推力发动机要缩小超60%,推力等主要性能指标却保持不变,“小个子”要爆发出“大能量”,这意味着发动机必须更结实。

      天问一号能携带“乘客”的总重量是有限的。科研人员从发动机的原理入手,按照任务的需求和特点,对系统参数和总装布局进行了优化,既保证了功能,发动机重量还减少了2/3。