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陕西航天助力天问一号问天 西安硬科技制造最强大脑

日期:2020-07-24 10:34:32     西安商网   编辑:张玲玲
导读: 78台各型发动机、“天眼”、“最强大脑”、“打包”回传“天问答案”、火星车电机……
  
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  78台各型发动机、“天眼”、“最强大脑”、“打包”回传“天问答案”、火星车电机……

  飞往火星并非像奔月那么“简单”,穿过遥远的太空如何奔火问天?这凝聚着众多科研人的心血。陕西航天力量在火星探测任务中肩负重任,助力“天问一号”问天。

  78颗“中国芯”助力问天

  “天问一号”的航行时间为7个多月,飞行距离约4亿公里。这个距离约是地月距离的1万余倍,就相当于约830万个全马赛程。这么远的距离如何到达?这时候就体现出长征五号的威力了。

  要想成功飞向火星,搭载火星探测器的运载火箭必须达到第二宇宙速度,方能助力探测器脱离地球引力,踏上神秘的探火之旅。位于西安航天基地的航天科技集团六院为本次发射用长征五号遥四火箭和“天问一号”探测器,共研制交付了78台各型发动机,助力“天问一号”问天。

  此外,在“天问一号”火星探测器上,六院还研制交付了着陆巡视器和环绕器的推进分系统,共计48台大大小小的发动机。它们将分别为着陆器着陆过程悬停、避障及缓速下降过程提供可靠动力,为环绕器系统提供轨道维持、轨道转移、制动捕获、轨道调整以及姿态控制所需的精准动力。

  “天问一号”还将经历地火转移、近火制动、环火飞行及火星着陆等一系列旅程。这期间,来自航天六院的着陆巡视器和环绕器上配置的推进分系统,将分别为探测器提供既定任务所需的全部动力。

  “天问一号”的“天眼”陕西造

  航天科技集团五院西安分院为火星探测器研制的测控数传系统和微波测距测速敏感器是进行火星环绕、着陆和巡视的“天眼”,将为我国首次火星探测任务贡献重要力量。

  西安分院火星探测器研制负责人张爱军介绍,与探月任务相比,火星着陆巡视器测控数传系统需实现远距离的对地直接通信,距离更远,空间损耗巨大,因此需要高灵敏度的X频段深空应答机。

  从我国第一颗人造地球卫星东方红一号开始,西安分院承担了我国近300颗星船的研制任务,在空间数传、中继通信、空间天线、卫星测控、雷达遥感与探测等多个领域具备较强的技术实力,尤其是在探月工程历次任务的历练中,逐步验证了深空探测体制,为我国首次火星探测任务积累了丰富的研制经验。

  西安硬科技制造“最强大脑”

  位于陕西西安的中国航天科技集团有限公司第九研究院第771研究所为“天问一号”设计了“最强大脑”,来适应探测火星的特殊任务。

  771所宇航计算机设计事业部研制了火星着陆巡视器系统管理单元CPU模块和数据接口单元CPU模块(数据接口单元使用于着陆器进入舱,系统管理单元使用于巡视器火星车)。为了适应火星特殊任务需求,CPU模块采用集成化、小型化的设计思想,通过使用抗辐照LSCCU01RH模块、数据集中处理方式,实现了小型化的目标。

  771所运载计算机设计事业部为长征五号运载火箭配套了箭载计算机,这是长征五号运载火箭控制和精确入轨的关键保证。在长五运载火箭箭载计算机内部还设计了特有的“听诊器”,能够自动“监听”飞行控制软件运行过程中的各类重要参数,并在不需要软件参与的情况下将参数自动组帧下传至地面测发控系统存储。

  西电团队打造“无损”压缩模式

  想要让火星探测到的各类图像和数据“看得清”“收得回”,数据压缩必不可少。来自西安电子科技大学通信工程学院李云松教授所负责的图像传输与处理团队,参与了本次火星探测中多个科学载荷的图像和数据压缩任务。

  李云松表示:“探测器与地面的信号传输方式是无线数传。火星车、环绕器上的天线发射信号,地面天线接收器接收信号,形成了信息传输的物理链路。这条物理链路就相当于我们修了一条路,数据就是在这条路上要运输的货物。问题在于,想运送的东西很多,道路却很窄。这么一来,要么是修宽路,要么是把货物进行处理。我们做的工作就是把货物压得紧一点,这样就能在有限的带宽下传输365bet东西。”对团队承担的工作,李云松打了一个形象的比喻。

  如何确保图像和数据压缩质量?针对不同数据类型和压缩要求,李云松团队提出了不同的解决模块——比如,团队研发了矿物光谱分析仪图像压缩模块,就解决了不同维度光谱像素级有损无损混合压缩问题。在整体带宽受限的情况下,确保了重点光谱数据无失真编码。

  提供火星车电机 为“探火”保驾护航

  7月23日,长征五号遥四运载火箭搭载“天问一号”成功飞天,位于西安的航天科技集团四院提供了正推火箭、消氢点火装置、C/C密封材料,为火星探测器任务提供了火星车电机,以及高空开伞探空火箭试验运载系统,为探测火星全程保驾护航。

  由航天科技集团四院41所研制的正推火箭兼具固体发动机和火工品的双重特性,其工作时间长、可靠性要求高、环境条件极其苛刻,是目前运载火箭箭体使用的最大火工品。

  为消除火箭发射前的大量低温氢气,彻底排除发射前的安全隐患,航天科技集团四院42所专门研制了消氢点火装置。同时,航天科技集团四院43所研制的C/C密封材料应用于液氧煤油发动机涡轮泵关键部位,能在高低温、高压、高速旋转条件下工作。

  本次“天问一号”火星探测将一次性完成“绕、着、巡”三大任务,其中,最让人期待的重头戏就是火星表面巡视,我国首辆火星车将在踏上火星后走出历史性的一步。而为其提供“驱动”的就是由航天科技集团四院401所为火星探测任务配套研制的火星车电机。该电机共分为三型研制,分别应用于火星车的转向、行走以及底盘调整功能,让火星车能够自主、灵活地“行走”。

  来源:三秦都市报


 


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