7500N變推力發動機助天問一號實現“最后一腳”穩準剎車

 　　新華社西安5月15日電(記者 付瑞霞)15日，天問一號著陸巡視器與環繞器實現分離，成功著陸火星。從分離到著陸的短短9分鐘內，著陸巡視器的運行時速從約2萬公里降為零，其間需要經歷氣動減速、降落傘減速、動力減速、著陸緩沖等多個環節。作為著陸巡視器的主發動機，由航天科技集團第六研究院研制的7500N變推力發動機是動力減速環節的主要工具，使天問一號實現“最后一腳”穩準剎車。


天問一號采用的是由液體火箭發動機提供反推力的方式來實施最后的減速，此方法已在嫦娥三、四、五號探測器落月過程中連續三次成功實施，天問一號著陸巡視器的7500N變推力發動機正是落月用變推力發動機的2.0版。


“之所以從1.0升級到2.0，是因為火星表面軟著陸的難度升級了。” 航天科技集團六院院長王萬軍說。火星與地球的距離為3億公里，信號還沒跑到地球，探測器已經“收工”了。對于身在遙遠異鄉的“小家伙”來說，這一段路得它自己操心，每一次推力的變化必須迅速、精準，發動機需要很“聽話”。


在著陸巡視器降落過程中，雷達等探測設備會像眼睛一樣盯著火星地面，測量它距離地面高度等參數，這些參數進入制導、導航與控制系統，由這個睿智的“大腦”計算出對發動機的推力要求。發動機會按照預設的時序和實時的指令完成變推力調節，讓著陸巡視器慢下來，最后以很低的速度穩穩落在火星表面。


火星表面軟著陸的另一個難點在于，月球表面近似真空，而火星表面有一層稀薄的大氣。在降落過程中，著陸器與火星表面的大氣會劇烈摩擦，為了防止被“燒糊”，著陸器上增加了一個防熱大底，原本可以“伸出去”的發動機被“兜起來”了。有限的艙體空間限制著發動機的尺寸，天問一號變推力發動機的高度比嫦娥三號變推力發動機要縮小超60%，推力等主要性能指標卻保持不變，“小個子”要爆發出“大能量”，這意味著發動機必須更結實。


天問一號能攜帶“乘客”的總重量是有限的。科研人員從發動機的原理入手，按照任務的需求和特點，對系統參數和總裝布局進行了優化，既保證了功能，發動機重量還減少了2/3。(完)