火星探测：揭秘距离火星表面数公里

经历气动减速、启用主动降落伞、启用被动降落伞等三个阶段后，天问一号将以近100米每秒的速度不断接近火星表面。如何将天问一号从目前中国高铁的最高运行时速快速制动、轻轻放下？这一时刻，就要轮到新一代7500N变推力发动机登场了。

与“嫦娥三号”探测器类似，天问一号在降落过程中有降速、悬停、缓速下降等动作，对发动机实时响应能力要求很高。但火星与地球的距离远大于月球与地球之间的距离，从地球发出的信号以光速跑到火星需要5到6分钟，想在地球进行控制显然不可行。好在我们的着陆巡视器足够聪明。在发动机工作的这一分钟里，雷达等探测设备像眼睛一样盯着火星地面，将距离地面高度等参数转化发动机的推力要求，发送给发动机。发动机像拧煤气灶一样调节火焰的大小，实现推力无级调节。

▲ 2020年10月9日23时，在中国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，“天问一号”探测器主发动机工作480余秒，顺利完成深空机动。这是10月9日在北京航天飞行控制中心拍摄的现场画面。（新华社记者 才扬摄）

与月球表面近似真空的环境不同，火星表面有一层稀薄的大气，为了防止在大气摩擦减速中被焚毁，着陆巡视器被设计成一个封闭的舱体。有限的舱体空间限制着发动机的尺寸，“天问一号”探测器变推力发动机的高度比“嫦娥三号”探测器变推力发动机缩小超60%，推力等主要性能指标却要保持不变，意味着燃烧室的室压会有大幅度提升，为了保证结构强度，需要“增肉”。总体给发动机规定的设计质量只有之前的1/3，需要“减肉”。

如何解决这一矛盾，让“小身材”发挥“大推力”，成了摆在设计团队面前的难题。设计师们借鉴了“嫦娥三号”探测器7500N变推力发动机的研制经验，对系统参数和总装布局进行了优化，设计出一款全新的发动机，进一步发扬了变推力发动机高性能、长寿命、高可靠的特点，一举解决了上述问题。

▲ 2020年10月9日23时，在中国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，“天问一号”探测器主发动机工作480余秒，顺利完成深空机动。这是10月9日在北京航天飞行控制中心拍摄的现场画面。（新华社记者 才扬摄）(www.xing528.com)

与月球表面近似真空的环境不同，火星表面有一层稀薄的大气，为了防止在大气摩擦减速中被焚毁，着陆巡视器被设计成一个封闭的舱体。有限的舱体空间限制着发动机的尺寸，“天问一号”探测器变推力发动机的高度比“嫦娥三号”探测器变推力发动机缩小超60%，推力等主要性能指标却要保持不变，意味着燃烧室的室压会有大幅度提升，为了保证结构强度，需要“增肉”。总体给发动机规定的设计质量只有之前的1/3，需要“减肉”。

如何解决这一矛盾，让“小身材”发挥“大推力”，成了摆在设计团队面前的难题。设计师们借鉴了“嫦娥三号”探测器7500N变推力发动机的研制经验，对系统参数和总装布局进行了优化，设计出一款全新的发动机，进一步发扬了变推力发动机高性能、长寿命、高可靠的特点，一举解决了上述问题。

▲ 2020年10月9日23时，在中国首次火星探测任务飞行控制团队控制下，“天问一号”探测器主发动机工作480余秒，顺利完成深空机动。这是10月9日在北京航天飞行控制中心拍摄的现场画面。（新华社记者 才扬摄）

与月球表面近似真空的环境不同，火星表面有一层稀薄的大气，为了防止在大气摩擦减速中被焚毁，着陆巡视器被设计成一个封闭的舱体。有限的舱体空间限制着发动机的尺寸，“天问一号”探测器变推力发动机的高度比“嫦娥三号”探测器变推力发动机缩小超60%，推力等主要性能指标却要保持不变，意味着燃烧室的室压会有大幅度提升，为了保证结构强度，需要“增肉”。总体给发动机规定的设计质量只有之前的1/3，需要“减肉”。

如何解决这一矛盾，让“小身材”发挥“大推力”，成了摆在设计团队面前的难题。设计师们借鉴了“嫦娥三号”探测器7500N变推力发动机的研制经验，对系统参数和总装布局进行了优化，设计出一款全新的发动机，进一步发扬了变推力发动机高性能、长寿命、高可靠的特点，一举解决了上述问题。