祝融号火星车驶离着陆平台至火星表面,并行驶了0.522米,标志着天问一号探测器兑现了多年前许下的诺言,即一次发射完成绕落巡火星的三大工程目标。
祝融号火星车驶抵火星表面
人类探火历史已近半个世纪,然而成功登陆火星并展开巡视探测的玩家在祝融号之前有且仅有NASA一家,其他有实力的选手也曾多次尝试挑战这一高难科目,但无一例外全部失败,足见其艰难程度。
首次火星探测任务工程总设计师张荣桥
一次任务实现绕落巡火星不仅是我们的里程碑,对于人类探火历史而言也是一个全新纪录,由于任务重目标多天问一号重达5吨的探测器规模同样刷新世界纪录。
为什么要这么“为难”自己?原因是多方面的:
首先这是由大变强的必由之路,因此必须摘得火星探测的最高桂冠,即火星表面巡视探测,要想进入火星大气并登陆火面释放火星车就必须有进入舱与着陆平台。
天问一号
另一方面我们没有环火卫星,无法提供地球与火星之间高码速率的数据信号传输,同时也没有着陆区高分辨率图像数据,更没有火星气象的一手数据,因此环火卫星是必须具备的前提条件。
天问一号正是基于上述“刚需”才有了刷新世界火星探测器规模纪录的构型设计,即由环绕器与着陆巡视器组成的两器结构。
祝融号火星车地面验证车
从火星探测的一片空白到直接冲顶最艰难科目,这是对整个航天工业体系的大考。
深空探测有很多“赛道”,例如,月球探测、小行星探测、彗星探测、行星际探测等等,这些都是选项,大多数玩家都不会扎堆在同一条赛道,因为竞争压力太大。
隼鸟二号小行星探测器
例如,嫦娥探月工程按部就班地突破了对月球的环绕、着陆巡视、采样返回等科目,在工程实施期间放眼全球并没有多少竞争者。
当然严格意义上来说竞争者是有的,只不过他们大多数都选择了“跳票”,后期虽然有月船2号、创世纪号两个登月器进入赛道,然而接连不幸的结果一次又一次地证明对于深空探测而言,实力是第一位的。
嫦娥四号着陆器
火星探测领域的特殊性较强,尤其是2020年更为不同,这一年被誉为火星探测大年,希望号、天问一号、毅力号在去年7月20日至30日期间相继发射升空踏上火星之旅,而这对于天问一号而言可谓是“前有堵截,后有追兵”,探测器总师孙泽洲在谈及这一问题时瞬间哽咽难言。
为什么眼里常含泪水因为爱得深沉
何为“前有堵截,后有追兵”?
前有堵截指的是旨在实现环火科学探测的希望号,由于它从地球出发日期相对较早,所以率先切入火星轨道,并成功实现环绕探测,天问一号紧随其后。
希望号探测器
后有追兵指的就是毅力号,由于NASA拥有多颗环火卫星,可以提前获取着陆区高分辨率图像、气象等信息,同时这些环火卫星可以承担中继通信职能,因此无需切入环火轨道的环绕器,可以直接实施火星登陆任务。
毅力号火星车
天问一号既要挑战火星探测初级科目“进入环火轨道”,又要冲击最高目标“火星登陆与巡视”,由于我们在探火领域迟到了半个世纪,即便是初级科目也同样不容小觑,最高目标的成功率有多低自是不必多言。
三个选手同处火星赛道,仿佛是一场火星探测的世界锦标赛。
为了不负韶华,为了那抹红色,我们不容有失,孙泽洲总师作为型号研制总负责人压力之大可想而知,因为这是一件世界瞩目的大事。
天问一号的红色印记
就在这样的背景下,他无法用语言形容当时的压力以及成功后释放压力的感受,只有身处其中才能感受到过程的艰辛与不易。
第一次独立探火即实现绕落巡,等同于别家用近半世纪时间才实现的火星探测成就,有人说这运气也太好了,然而科学从来不相信运气。
祝融号火星车前避障相机拍摄
运气对于火星探测而言并不是好事,因为运气就意味着不可控,比如火星大气、表面沙尘等不可控因素,天问一号任务成功实施的关键就在于压缩“运气”对任务执行施加的影响。
为此我们做了扎实的准备,影响火星登陆任务成败的关键在降落伞开伞的成败,为了复现火星大气开伞环境研制了专用探空火箭,将降落伞试验件发射至距离地面30公里以上的高空,那里的大气密度接近火星,同时结合仿真数据相互验证,尽可能地接近火星大气试验数据,这才有了天问一号进入舱的完美开伞与降落伞减速任务的完美执行。
天鹰6号发射高空降落伞试验载荷
除此之外为了复现着陆平台的动力减速段工况,又专门建造了新的地外天体登陆试验场,凡此种种不胜枚举。
地外天体登陆试验场
天问一号与嫦娥四号皆立项于2016年,孙泽洲也是在那一年一人身兼两型探测器型号总师,被誉为“双料总师”,在他的带领下我们成为全球迄今为止唯一一个在两颗地外天体同时拥有巡视器的玩家,人类多星球物种的实践在我们这里迈出了一小步。
这既是他的个人努力,同时也是时代赋予的机遇。接下来还有天宫载人空间站、小行星探测、载人月球、火星采样返回、其他行星际探测等一系列重大航天工程即将或正在实施,越来越多的年轻干将也将在这些深刻影响人类未来发展的超级工程中脱颖而出。