仅重4公斤，黑科技加持！天问一号的“黑匣子”可不一般
【仅重4公斤，黑科技加持！天问一号的“黑匣子”可不一般】◎ 科技日报采访人员 金凤 实习采访人员 雷浩然
应急信标 ， 相当于飞机的黑匣子 ， 在深空探测中 ， 可以在紧急情况下 ， 发送指定信号 ， 分析探测器的着陆状态 。
2020年7月23日12时41分 ， 长征五号遥四运载火箭将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空 ， 并成功将探测器送入预定轨道 ， 开启火星探测之旅 ， 迈出了我国自主开展行星探测的第一步 。
23日 ， 科技日报采访人员从南京航空航天大学获悉 ， 在本次火星探测任务中 ， 该校研制的火星应急信标装置 ， 将搭载“天问一号”在火星着陆 。 科研团队介绍 ， 这套应急信标的防冲击性比黑匣子高三四成 ， 并将在火星的极端气候下 ， 接受远距离通信的挑战 ， 南航是国内唯一独立承担火星探测器载荷研制任务的高校 。
文章图片
南京航空航天大学科研团队研制的火星应急信标装置 ， 受访者供图
应急信标防冲击性比黑匣子高三四成
“天问一号”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 ， 并择机开展着陆等任务 ， 进行火星科学探测 。
“我们研制的信标装置安装在探测器的着陆器上 。 应急信标装置相当于飞机的黑匣子 ， 在探测器着陆后 ， 可在特定情况下 ， 发送指定信号 ， 分析探测器的着陆状态 。 ”南航火星探测器信标项目冲击防护系统主任设计师张子建告诉科技日报采访人员 。
“这意味着信标得有高冲击防护能力 。 ”张子建介绍 ， 科研团队建构了一种刚柔耦合系统 ， 相当于给信标穿了一身刚柔相济的“防护服” ， 防冲击性比飞机的黑匣子要高30%-40% 。 “这种防护强度 ， 相当于从高空扔一个鸡蛋 ， 不仅要保证鸡蛋不破 ， 而且蛋黄和蛋清还要不混 。 ”
高过载冲击试验是考核信标装置抗极端环境的重要验证试验 ， 试验的过程具有一定的危险性 ， 尽管在试验前有专门关于技术安全的风险控制措施 ， 但高冲击试验的危险性和不确定性 ， 还是让团队成员吃了不少苦头 。
南航火星应急信标团队总设计师、航天学院常务副院长陈金宝介绍 ， 为了让高冲击试验可控、可测的进行 ， 团队采用了五种试验验证工作的冲击方案 。 第一种方案需要近距离测量信标的参数 ， 但由于信标位置的不可预知性 ， 团队成员需要冒着被砸伤的风险 ， 坚守在试验场第一线测量参数 。 实际试验工作中 ， 信标距离成员的距离不足十米 ， 若稍微出现一点偏差 ， 团队成员可能就面临生命危险 。
文章图片
南京航空航天大学科研团队分享火星应急信标装置的科研故事 。 金凤摄
火星应急信标装置在国内外属“首创”
火星温度高温高寒 ， 为了让信标在零下130摄氏度至50度的极端温度下工作 ， 冻不着、热不着 ， 研究团队实施了一种像叠被子一样的工艺 ， 进行精确的热控分析 ， 以更精确地减少材料、保存热量 ， 而这都是没有经验可循的 。
实现远距离通信是信标的功能之一 ， 为了实现该功能需要复杂的无线电测控系统、电源系统等 ， 而如何将这些复杂的系统都装进4公斤重的信标里 ， 用张子建的话说 ， 这相当于将大象装进冰箱里 。 对此 ， 团队要逐一攻克电磁兼容等问题 。
在信标装置通信能力测试的过程中 ， 研制人员曾发现通信有丢帧的现象 ， 一直找不到原因 ， 为了查找和定位通讯的故障 ， 不带问题上天 ， 大家主动放弃假期 ， 成立技术突击小队 ， 连续48小时对通信系统软硬件排查 ， 最终在出厂交付前定位和解决了问题 。
推荐阅读
- 小红猪带你看科技|七夕节送女朋友必备左点小艾智能艾灸器X8，3天众筹500万
- 浪浪科技精选|超频三GI-CX240 ARGB水冷，极致性能冷酷到底
- ITheat热点科技|可搭载高规格显卡，AMD将发布新移动端处理器：开放完整PCIe通道
- 爱因儿科技|入侵盖茨、马斯克、巴菲特等名人推特账号的黑客被抓了！最小的17岁
- 真理科技原创 知道为什么自己的Vlog不如别人的好吗？飞宇VLOG pocket2体验
- 小米科技|小米正式官宣以旧换新，支持小米10系列等5款机型，你等到了吗？
- 小米科技|数亿米粉始料未及！小米2日正式宣布，网友：太良心了！
- 科技松鼠会|CJ专属好礼享不停！，八位堂参展2020ChinaJoy
- 成方金融科技成立 央行征信中心、印钞造币总公司等是股东
- 冒领科研资金、抄袭科技成果，科技人员12种行为将被处理