今天
我国首次火星探测任务探测器成功发射
迈出我国行星探测第一步
据国家航天局消息，今天1时41分，我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务“天问一号”探测器，火箭成功将探测器送入预定轨道。
第一视角带你体验“探火之旅”
“天问一号”探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。
一组图带你了解火星探测知识点↓↓
“天问一号”发射成功这些是“西安造”！西电通院李云松教授团队参与我国首次火星探测任务
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。
相对于地球的近邻“月球”，火星的距离实属遥远。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。
“地球与火星距离最远4亿公里，最近时也有近万公里。因为能量的损耗是与传输距离的平方成反比的，这样就意味着信号衰减很厉害，信噪比就很低了，有效传输速率很低。”李云松介绍说。
此次发射的火星探测器共搭载了13台科学载荷即探测仪器，涉及空间环境探测、火星表面探测、火星表层结构探测等领域。其中，火星环绕器携带7台，火星车携带6台，它们的科学目标是实现对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等进行科学探测，进而有利于建立起对火星全面而基础的认识。
“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。”李云松介绍说。
“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，传输更多东西。”对团队承担的工作，李云松打了一个形象的比喻。
“这次是我们处理数据类型最多的一次，有可见光的、高光谱的，还有雷达的，每种类型对压缩的要求都不一样。火星探测一共是13个科学载荷，其中有5个载荷是需要进行数据压缩的，我们参与了全部压缩任务。”李云松表示。
航天六院78台发动机为探火征程提供全程动力
坐落在我市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，研制交付了78台各型发动机，这些来自西安的航天液体动力的贡献将贯穿中华民族的探火征程全程。
承担本次发射任务的长五遥四火箭，动力配置与长五遥三完全一致，共有30台来自航天科技集团六院的四型发动机，为火箭上升提供了千吨动力。火箭发射环节，由8台10吨液氧煤油发动机组成的助推器和台50吨级氢氧发动机组成的芯一级动力同时点火，助力火箭从地面喷薄而起，工作到一定时间，助推器熄火分离，芯一级动力独自承担起助跑任务；当芯一级动力完成使命关机后，与火箭分离，助跑接力棒交到由台9吨级膨胀循环发动机组成的二级动力手中，它们经过二次起动，将“天问一号”火星探测器送入地火转移轨道。
火箭发射成功后，在未来的七个多月时间里，长五火箭搭载的“天问一号”火星探测器还将经历地火转移、近火制动、环火飞行及火星着陆等近4亿公里宇宙旅程，进行一系列复杂动作，圆满完成“绕、落、巡”三大任务。这期间，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。而“天问一号”火星探测器的着陆巡视器和环绕器都配置了航天科技集团六院研制的推进分系统，共计48台发动机，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。
航天四院多项产品和技术助力中国火星探测任务
航天科技集团四院为此发射任务的长征五号提供了正推火箭、消氢点火装置、碳碳密封材料，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。
其中正推火箭是火箭飞行过程中为实现芯一级、芯二级可靠分离而研制的分离发动机，为级间分离提供动力的装置。火箭芯一级工作结束后，正推火箭接到分离指令，开始点火工作，此时，发动机产生推力实现芯二级液体推进剂沉底，确保火箭按照预定程序完成任务。由四院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。发动机固体动力推进剂，采用新型配方材料，具备低燃速、低残渣的特点，能够确保发动机产生强大推力的同时，不对火箭芯二级箭体产生损伤，而且比同类发动机更加绿色环保。
“长征五号”运载火箭采用氢氧发动机，在点火前会向发射平台周围环境排放大量低温氢气。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，四院4所专门研制了消氢点火装置。该装置安装在发射平台上，能在火箭氢氧发动机工作前的~3秒内，点燃火箭发射的“第一把火”，利用喷射的高温、高速燃气金属粒子流，将发射前排出的大量氢气在其未达到可爆炸最低浓度前先行消除，以保证运载火箭发射的安全性。该装置采用了高安全性的药剂材料，应用了先进的控制技术，确保能够“准确、准时”点火，待消除氢气后又能及时“熄火”。该装置实施双层保护设计，不仅能承受火箭发射时产生的高热流冲击，而且具有防爆功能，能避免装置万一失效可能引起的安全事故。
长征五号运载火箭采用的10吨液氧/煤油发动机，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，具有自润滑特性且具有高强耐磨低渗透特点。目前43所研制的C/C密封件作为液氧/煤油发动机关键密封部位的材料，已成功应用于多个型号10余次发射任务，解决了我国新型10吨大推力、无毒无污染、高压补燃液氧/煤油发动机动密封急需材料，在多型液体火箭发动机中发挥了重要作用，为长征系列运载火箭提供了技术保证。
航天九院所助力我国首次火星探测任务
航天九院所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）。
据介绍，CPU模块作为着陆/巡视器的核心部件，承担着总线控制、热控管理、自主管理、遥控数据处理与分发，遥测数据采集发送以及其它各模块的控制等系统总管理的艰巨任务，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，通过使用所自主研发生产的抗辐照LSCCU01RH模块、数据集中处理方式、实现了小型化的目标。这是所把SiP模块继嫦娥中继星后又一次应用在深空探测领域中。另外针对深空环境下的单粒子翻转特性，他们在FLASH程序存储区采用了EDAC纠检错技术，同时采用了MRAM实时存储与恢复技术，提高了产品可靠性，保证了系统的空间环境适应能力。
另外，此次火星探测任务采用长征五号运载火箭发射，所运载计算机设计事业部配套的箭载计算机是长征五号运载火箭控制和精确入轨的关键保证。长征五号运载火箭箭载计算机主要完成长征五号运载火箭的姿态和制导控制任务。箭载计算机采用控制周期同步技术，有条不紊地完成箭体参数录取、飞行轨道计算、飞行轨迹的卫星导航信息误差修正以及控制指令输出等多项复杂的控制任务。
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。该技术可以使控制系统在不修改飞行程序控制流程的情况下获得更多的运行过程原始数据，及时、有效地发现系统中存在的隐患问题，为系统的故障定位提供判定依据。
航天五院打造火星环绕、着陆和巡视的“天眼”
在遥远的深空，如何对火星进行有效地控制并建立与地面的通信，航天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。
我国首次火星探测任务计划通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视，对火星开展全球性、综合性的环绕探测，并在火星表面开展区域巡视探测。从整个火星探测器的构成上来看，它由环绕器和着陆巡视器组成。在火星探测器环绕火星飞行数月后，环绕器和着陆巡视器分离。环绕器继续围绕火星轨道飞行，而着陆巡视器承担着在火星表面着陆的任务。
火星探测器的着陆巡视器由进入舱和火星车构成，微波测距测速敏感器就安装在火星着陆巡视器进入舱上，是进入舱最重要的敏感器之一。它在火星着陆过程中为分系统提供探测器相对火星表面的距离与速度信息，确保着陆的精度和安全。据西安分院火星探测器任务指挥陈岚介绍说，西安分院在微波测距测速敏感器的研制上具备较为丰富的工程经验。在嫦娥三号探测器上，西安分院研制的微波测距测速敏感器成功地实现了我国首次月球表面的软着陆。为嫦娥四号探测器研制的微波测距测速敏感器成功实现了人类历史上首次月背的软着陆。
西安分院研制的测控数传系统提供火星车对地通信，进入舱以及火星车和环绕器之间的器间通信。西安分院为火星探测器研制的测控数传系统包括了X频段深空应答机和UHF频段收发信机等关键设备。在具体的测控和数据传输任务中，包括地面对火星车之间的X频段上行控制，X频段下行测控信号和进行相应的数据传输；火星车和环绕器之间的UHF频段器间双向通信；进入舱和环绕器之间的UHF频段双向器间通信以及火星车至环绕器的单向X频段器间通信。西安分院火星探测器研制负责人张爱军介绍说，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。
火星，我们来了！
加油，中国航天！
供稿：西安报业全媒体记者姜泓任娜杨斌鹄
来源：人民日报、新华社、央视新闻、国家航天局、央视军事
编辑：Amber丨审核：司徒卷卷
出品：?西安报业传媒集团
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