8月29日，在我國首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器飛行里程突破1億公里之際，CCTV《對(duì)話》欄目以“來自火星的一場(chǎng)約會(huì)”為主題，解讀了這項(xiàng)任務(wù)背后的故事。
這期節(jié)目上，青島海麗雅集團(tuán)有限公司副總工程師徐連龍作為嘉賓，講述了企業(yè)在“天問一號(hào)”中的兩大貢獻(xiàn)：提供著陸傘繩連接技術(shù)、研發(fā)并提供特種彈性繩索以用于著陸器耐沖擊試驗(yàn)。
這兩項(xiàng)工作都作用于探測(cè)器進(jìn)入火星大氣后安全著陸這一最核心環(huán)節(jié)。從這個(gè)角度說，海麗雅可謂是火星探測(cè)器安全著陸的“守衛(wèi)者”。
自鎖技術(shù)助力探測(cè)器“穩(wěn)穩(wěn)”著陸
火星探測(cè)需要完成環(huán)繞、著陸、巡視三大任務(wù)。其中，著陸環(huán)節(jié)是公開的技術(shù)難點(diǎn)。
著陸過程中，探測(cè)器從130多公里的高空進(jìn)入火星大氣，時(shí)速高達(dá)每秒5.9公里，要在短短七分鐘的時(shí)間內(nèi)，將速度降至零，才能實(shí)現(xiàn)安全著陸。這也是所有火星探測(cè)任務(wù)中技術(shù)難度最大、失敗概率最高的關(guān)鍵時(shí)刻，被稱為“黑色七分鐘”。航天科技集團(tuán)五院火星探測(cè)系統(tǒng)副總師饒煒介紹，目前國際上共進(jìn)行了19次火星著陸任務(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(duì)降落傘繩提出了極高要求。正如航天科技集團(tuán)五院火星探測(cè)器總設(shè)計(jì)師孫澤洲所說，這次任務(wù)最核心、最難的地方，就是探測(cè)器進(jìn)入火星大氣后氣動(dòng)外形和降落傘減速的過程，只有一次機(jī)會(huì)，必須確保成功。
“在著陸過程中，減速傘打開的一瞬間和探測(cè)器著陸的一瞬間對(duì)傘繩的沖擊力都非常大，傳統(tǒng)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(cè)器也將無法完成后續(xù)任務(wù)。”徐連龍說。而海麗雅的技術(shù)成果，就是要確保探測(cè)器著陸階段的降落傘減速環(huán)節(jié)萬無一失。
徐連龍介紹，“天問一號(hào)”著陸器降落傘的傘繩，采用的是海麗雅集團(tuán)的發(fā)明專利——繩索插接技術(shù)。“采用傳統(tǒng)傘繩連接方式，在降落環(huán)節(jié)的強(qiáng)力損失可高達(dá)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(qiáng)度、減少強(qiáng)力損失，確保著陸器安全。”徐連龍告訴記者。
特種繩索為著陸火星“打好提前量”
一次火星探測(cè)任務(wù)背后凝聚著無數(shù)心血，必須盡最大努力把每個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。
最好的“挽救”就是“預(yù)防”。在“天問一號(hào)”火星探測(cè)器正式發(fā)射前，仿真模擬著陸器在進(jìn)入火星大氣過程中降落傘開傘時(shí)所承受的瞬態(tài)沖擊力，以驗(yàn)證著陸器整體結(jié)構(gòu)載荷能力和穩(wěn)定性，是“天問一號(hào)”地面模擬試驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)。
事實(shí)上，在這個(gè)環(huán)節(jié)，“天問一號(hào)”技術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇合適的耐沖擊試驗(yàn)器具時(shí)面臨不少困難。若按原計(jì)劃使用大型金屬彈簧，則面臨著技術(shù)難度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂等問題。
為此，海麗雅經(jīng)過一年半的技術(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)過上千次試驗(yàn)，這款特種彈性繩索圓滿完成了火星探測(cè)器著陸計(jì)劃的地面試驗(yàn)，獲取了精確、穩(wěn)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確保了著陸器耐沖擊地面模擬試驗(yàn)的順利進(jìn)行，為著陸火星“打好了提前量”。
按照計(jì)劃，“天問一號(hào)”將于明年2月到達(dá)火星并開展著陸準(zhǔn)備等工作。屆時(shí)，“青島造”的特種繩索將接受“實(shí)戰(zhàn)測(cè)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(yīng)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(hào)”、“科學(xué)”號(hào)、“雪龍”號(hào)、載人潛水器“蛟龍”號(hào)、大型飛船返回艙等國家重大科研項(xiàng)目定向研發(fā)特種繩纜的企業(yè)，海麗雅目前擁有專利1600多項(xiàng)，曾榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
