高低溫交變濕熱試驗箱南航火星應(yīng)急信標團隊

　　交匯點訊 火星我來了！7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭成功發(fā)射火星探測器“天問一號”，開啟火星探測之旅，邁出了我國自主開展行星探測的步。

　　記者了解到，在此次“天問一號”任務(wù)中，在本次火星探測任務(wù)中，南京航空航天大學(xué)承擔(dān)了火星應(yīng)急信標裝置的研制任務(wù)，是國內(nèi)獨立承擔(dān)火星探測器載荷研制任務(wù)的高校。

　　值得一提的是，中國空間技術(shù)研究院空間科學(xué)與深空探測首席科學(xué)家、南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院院長葉培建院士擔(dān)任總指揮、總設(shè)計師顧問，嫦娥四號探測器總設(shè)計師、南航88級校友孫澤洲擔(dān)任火星探測器總設(shè)計師。

　　7月23日，在南航舉辦的 “火星探測器發(fā)射直播觀摩活動 ”上，記者看到了外形像小筒一樣的信標裝置樣品，重量不過4公斤左右，但是其中的結(jié)構(gòu)相當復(fù)雜和精密。

　　南航航天學(xué)院張子健副教授介紹，火星探測器信標裝置相當于黑匣子加上信標系統(tǒng)�；鹦翘綔y器包含環(huán)繞器、著陸器和巡視器三大部分，而信標裝置主要安裝在著陸器和巡視器兩部分�！斑@套信標裝置，能夠保障高強度沖擊、極寒等環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信，在國內(nèi)還是國外都稱得上是首創(chuàng)。”

　　記者了解到，在空間體積的限制下，要滿足高強度沖擊、極寒高溫等多方面的苛刻要求，張子健說，抗擊高強度沖擊的這個難度相當于高空墜蛋，不僅要保護蛋殼不破壞，還要保證蛋黃、蛋清不晃。而讓火星探測器同時耐受高溫和極寒，需要經(jīng)過極其的熱控分析。而將一個測控系統(tǒng)裝進信標裝置中，幾乎相當于“大象裝進冰箱”。

　　“硬骨頭”也必須啃下來。2018年8月，火星應(yīng)急信標裝置研制團隊在南航正式成立，詳細設(shè)計方案于2019年4月評審?fù)ㄟ^，經(jīng)過六個月的研制與技術(shù)攻關(guān)，航天學(xué)院團隊按計劃完成了電性能測試、力試驗、鑒定級產(chǎn)品投產(chǎn)、大過載摸底試驗、全時序模擬測試、熱平衡試驗、專項試驗研制技術(shù)流程，各項功能與性能滿足使用與設(shè)計要求。11月底正樣產(chǎn)品順利投產(chǎn)，2020年4月信標裝置正式交付。

　　一個全新的產(chǎn)品，在沒有任何成功經(jīng)驗可借鑒的情況下，6個月左右的時間，開展信標的設(shè)計、制造、試驗、驗證等工作的難度可想而知，團隊都是“摸著石頭過河”。

　　在信標裝置通信能力測試的過程中，研制人員發(fā)現(xiàn)通信有丟幀的現(xiàn)象，原因一直無法定位，而交付進度沒有任何余量，研制團隊承擔(dān)了巨大的壓力。

　　南航火星應(yīng)急信標團隊副總指揮、航天學(xué)院黨委書記季海群介紹，在此關(guān)鍵時刻，學(xué)院成立了技術(shù)突擊小隊，連續(xù)48小時對通信系統(tǒng)軟硬件排查，終在出交付前定位和解決了問題。

　　高過載沖擊試驗是考核信標裝置抗環(huán)境的重要驗證試驗，試驗的過程具有一定的危險性，盡管在試驗前有專門關(guān)于技術(shù)安全的風(fēng)險控制措施，確保試驗在保證安全的前提下開展。但高沖擊試驗的危險性和不確定性還是讓團隊成員吃了不少苦頭。回顧信標的研制經(jīng)歷，每一次的高沖擊試驗都“跌宕起伏”，但也都是必須得啃下來的“硬骨頭”。

　　南航火星應(yīng)急信標團隊總設(shè)計師、航天學(xué)院常務(wù)副院長陳金寶介紹，為了讓高沖擊試驗可控、可測的進行，團隊采用了五種試驗驗證工作的沖擊方案。

　　種方案需要近距離測量信標的參數(shù)，但由于信標位置的不可預(yù)知性，團隊成員需要冒著被砸傷的風(fēng)險，堅守在試驗場線，進行參數(shù)的測量。實際試驗工作中，信標距離成員的距離不足十米，若稍微出現(xiàn)一點偏差，團隊成員可能就面臨生命危險。而這還僅僅是開始，由于種方案無法滿足試驗的測試要求，團隊迅速調(diào)整后又開始驗證第二種、第三種試驗方案，但都滿足不了指標要求。

　　在“后墻不倒”使命的召喚下，研制團隊幾次跌倒，又一次次站了起來。經(jīng)過無數(shù)次摸索，克服了種種困難，進行了第五種試驗方案的驗證工作。終于，在團隊所有成員的共同努力下，第五種試驗方案達到了各種指標，試驗驗證工作圓滿完成。

　　看著火箭成功升空，南航當天的觀摩會頓時歡呼一片�！案械椒浅Ｗ院篮图�動，我們信標團隊雖然遇到了不少困難，也得到了非常多的支持�！庇^摩會現(xiàn)場連線了在海南文昌發(fā)射基地的南航航天學(xué)院常務(wù)副院長陳金寶，他也是南航火星應(yīng)急信標團隊的總設(shè)計師。

　　重重困難也要“使命必達”。南航火星應(yīng)急信標團隊共十人，平均年齡不過35歲。

　　長達一年半的研制工作，國家火星探測信標團隊經(jīng)歷試驗失敗、疫情阻撓，從正樣產(chǎn)品總裝、單測、環(huán)境試驗、聯(lián)試，到模擬飛行測試、驗收和綜合測試，一步步腳踏實地地實現(xiàn)航天報國的夢想。

　　今年春節(jié)，團隊成員不約而同地放棄難得的休假，來學(xué)校集同辦公，并與航天五院火星探測項目辦協(xié)商交付計劃和實驗資源。疫情期間，為了避免影響家人，老師們出差回到南京后都會進行自我隔離，很多老師都會睡在實驗室中。

　　在北京航天城，項目常務(wù)副總設(shè)計師王寅不僅要確認信標研制和出所必需的環(huán)境實驗和專項實驗項目的試驗大綱和試驗細則，還要確定信標與探測器之間聯(lián)試項目的測試細則和進度安排，任務(wù)十分艱巨。

　　疫情嚴重的時候，北京不允許外來人員住宿，王寅乘高鐵往返北京和南京推進工作，當日去開展測試，當日返回南京，2月2日至16日間，他有一個多星期都是這樣的狀態(tài)，甚至有兩次前一天晚上從北京坐臥鋪車回南京，一下南京南站，又馬不停蹄地換乘發(fā)往北京的高鐵。

　　從我國代傳輸型偵察衛(wèi)星、代長壽命實時傳輸對地觀測衛(wèi)星，到我國顆月球探測衛(wèi)星，再到如今火星探測任務(wù)邁出我國行星探測步……堅守航天領(lǐng)域研究近五十載，作為多個具有開創(chuàng)意義的空間探測器的總師、首席科學(xué)家，葉培建院士親歷我國航天事業(yè)從無到有、由弱變強，親手推動了中國衛(wèi)星遙感、月球與深空探測及空間科學(xué)的快速發(fā)展。

　　2018年5月，葉培建院士被聘為南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院院長。去年4月，在南航舉行的嫦娥四號研制團隊校友思政公開課上，葉培建院士曾向師生們介紹了中國航天的宏偉藍圖�！拔覀冞�要到火星取樣返回，還要對木星進行探測，還將向太陽系邊際探測飛行。中國的航天強國夢，將為中國的偉大復(fù)興作出貢獻！”

　　“對航天事業(yè)負責(zé)”成為葉培建一輩子都在努力的事，他說：“我們要研制和發(fā)射更多、更好、更高水平的衛(wèi)星，服務(wù)中國，乃至全世界，中國的航天員將邁步月球和更遠的太空，探測火星、小行星和木星，實現(xiàn)真正意義上的行星際探測，飛向更遠、更遠！”

　　按計劃，“天問一號”火星探測器將搭乘長征五號運載火箭升空并進入地球同步軌道，而后進行大約7個月的飛行到達火星，終在2021年5月著陸在火星赤道附近。據(jù)了解，任務(wù)計劃通過實施一次發(fā)射，實現(xiàn)多個工程目標，包括火星環(huán)繞和著陸巡視，開展火星全球性和綜合性探測，并對火星表面重點地區(qū)進行精細巡視勘查。

　　國外在火星著陸任務(wù)之前都有環(huán)繞衛(wèi)星在火星附近，而中國的火星著陸巡視器是環(huán)繞火星不久后，就要與環(huán)繞器分離并降落，這對于著陸后的火星車自主能力提出更高要求。

　　中國火星探測任務(wù)核心、難度的地方，就是在著陸器進入火星大氣后降落傘減速的過程，這個過程只有一次機會�！罢J識一個新的事物就是試錯的過程，航天卻不會給你很多機會去試錯�！睂O澤洲總師坦言。

　　在南航求學(xué)的經(jīng)歷讓孫澤洲受益匪淺�！斑@是我至關(guān)重要的4年。老師們不僅給我們傳授知識，也教我們怎么做人�！备改付荚谏蜿栵w機制造工作的他從小耳濡目染，一心向往探索宇宙空間的奧秘，并于1988年進入南航電子工程專業(yè)讀書。畢業(yè)后，他隨即進入航天科技集團中國空間技術(shù)研究院工作。2004年任嫦娥一號衛(wèi)星副總設(shè)計師，2008年任嫦娥三號探測器總設(shè)計師，后擔(dān)任嫦娥四號探測器總設(shè)計師，以及火星探測器總設(shè)計師。

　　工作20多年間，他長期致力于深空探測領(lǐng)域研究和工程實踐，逐步成長為我國深空探測航天器設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)術(shù)帶頭人。如今，孫澤洲正帶著他的團隊一步一個腳印，邁出中國深空探測堅實的步伐。

　　在此次火星探測器搭載的長征五號系列火箭的研制工作中，除了總師之外，還有許多“南航元素”。負責(zé)長征五號系列主體結(jié)構(gòu)制造、總裝和測試的是天津航天長征火箭制造有限，南航85級飛機設(shè)計專業(yè)校友孟凡新?lián)�任該總�?jīng)理。去年年底，長征五號遙三運載火箭的成功復(fù)飛，南航郭萬林院士為代表的科研人員提供了“南航智慧”。
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