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5月15日，執行我國..火星探測任務(wù)的天問(wèn)一號探測器在火星烏托邦平原南部預選著(zhù)陸區著(zhù)陸，邁出了我國星際探測征程的重要一步。后續，祝融號火星車(chē)將依次開(kāi)展對著(zhù)陸點(diǎn)全局成像、自檢駛離著(zhù)陸平臺并開(kāi)展巡視探測。

火星探測器應急信標裝置研制團隊負責人、副總設計師、南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“南航航天學(xué)院”)副院長(cháng)王寅走出北京航天指揮控制中心的觀(guān)測現場(chǎng)時(shí)，仍難掩激動(dòng)和喜悅：“心情非常激動(dòng)!在探測器著(zhù)陸的時(shí)候，所有人都鼓掌擁抱!”

中國首創(chuàng )“會(huì )打電話(huà)的黑匣子”

王寅所帶領(lǐng)的團隊研制的應急信標裝置能在天問(wèn)一號探測器非預期著(zhù)陸時(shí)傳輸數據，就像是個(gè)“會(huì )打電話(huà)的黑匣子”。

王寅介紹：“火星探測器信標裝置是世界上..航天器應用的應急通信載荷，它的主要功能和飛機上的黑匣子相似，但是又有所區別。飛機上的黑匣子不能主動(dòng)傳輸數據，只能發(fā)送一個(gè)定位的信號，用于被搜索。而信標裝置可以發(fā)送關(guān)鍵的數據和信號，被火星的環(huán)繞器接收，解讀其中的關(guān)鍵數據?！?

應急信標裝置要在天問(wèn)一號著(zhù)陸火星時(shí)抵抗高強度的沖擊，要能在火星零下一百三十度的環(huán)境下生存好幾天，在體積盡可能小的同時(shí)還要保持通信暢通，這是中國獨創(chuàng )的設計。

“這是對研制團隊極大的技術(shù)挑戰。信標裝置測控系統的模塊和同類(lèi)型的產(chǎn)品相比，重量上要求減小20倍以上。在這樣一個(gè)極小的空間里面，我們做得越小就越難?！蓖跻f(shuō)，“這是一個(gè)結構、尺寸、材料相互組合和優(yōu)化的創(chuàng )新過(guò)程。材料的特性選擇不同，材料的尺寸不同，.后它對于沖擊的吸收能力也是不一樣的。另外，保溫和抗沖擊是兩個(gè)相反的需求。要想保溫，材料就要比較柔軟，就像羽絨服一樣，非常軟但是不能抗沖擊。要想抗沖擊就需要堅硬的材料，但保溫性能就比較差。怎樣在這兩種需求中找到平衡點(diǎn)，是一件非常困難的事情?！?

面對困難義無(wú)反顧

在南航航天學(xué)院的實(shí)驗室里，記者見(jiàn)到了應急信標裝置的試驗件。它不到4公斤，像個(gè)精致的小保溫桶，在成型之前，經(jīng)歷了無(wú)數次的更新迭代。

電子系統是應急信標裝置的中樞神經(jīng)，不能出一絲差錯。南航航天學(xué)院副教授王小濤就是負責這個(gè)“中樞神經(jīng)系統”的主任設計師。要在不到兩年的時(shí)間里完成一個(gè)沒(méi)有可借鑒先例、一切從零開(kāi)始的超高難度任務(wù)，看似不可能，但火星探測器系統總指揮、總設計師顧問(wèn)、南航航天學(xué)院院長(cháng)葉培建院士打下的“強心針”讓這支平均年齡30歲出頭的年輕團隊在面對困難，甚至是危險時(shí)仍然義無(wú)反顧。

“2019年年初，葉院士在我們整個(gè)火星項目團隊開(kāi)會(huì )時(shí)強調，我們年初的時(shí)候一定要堅定信念，就是我們一定要成功。只有這樣，經(jīng)過(guò)一年的不斷努力，我們才必定能成功?！蓖跣貞?。

高速沖擊實(shí)驗要用火炮發(fā)射信標，來(lái)模擬火星探測器異常著(zhù)陸時(shí)的速度，保證信標在高速沖擊下內部結構不散架，安全完成信息傳輸任務(wù)。團隊負責人王寅說(shuō)：“這個(gè)實(shí)驗整整做了一個(gè)月。炮管的口徑和信標的尺寸不匹配，為了解決這個(gè)問(wèn)題，.后我們給信標做了一個(gè)外殼，再通過(guò)火炮發(fā)射出去。在離開(kāi)火炮炮管以后，外殼和信標能夠脫離?！?

應急信標裝置主任設計師、南航航天學(xué)院副教授張子建透露，曾經(jīng)有一次高速沖擊實(shí)驗著(zhù)實(shí)讓他后怕：“當時(shí)要近距離拍攝，大家找了一個(gè)紙箱子在高速相機前擋著(zhù)。有一次有個(gè)碎石一樣的東西反彈，打到相機支架的鎖扣上，一下子就把鎖扣打沒(méi)了。但是你還必須在那兒摁開(kāi)關(guān)，它只記錄幾秒鐘的時(shí)間?！?

絕不帶著(zhù)問(wèn)題上天

離探測器轉運到海南的文昌航天發(fā)射場(chǎng)只有兩周左右的時(shí)間，絕大多數的測試都已經(jīng)完成，就在應急信標裝置即將交付時(shí)，王寅面臨一個(gè)重大抉擇。

王寅說(shuō)：“.后幾次綜合測試時(shí)，我們在信標的通信上發(fā)現了一個(gè)小的問(wèn)題，就是傳輸的數據并不是很完整。由于數據是重復發(fā)送的，并不影響它的使用。當時(shí)想到的是，既然數據傳輸不完整，那么一定存在問(wèn)題，不能夠帶著(zhù)問(wèn)題上天。但是如果推倒重來(lái)，那么后面還需要再次補充測試，留給我們的時(shí)間非常少。這在當時(shí)是一個(gè)非常困難的決定，.后我們還是把信標取回來(lái)重新檢測，把問(wèn)題找出來(lái)?！?

出現問(wèn)題的是王小濤負責的電路系統。王小濤說(shuō)：“當時(shí)我們連夜趕到北京去，到了賓館接近12點(diǎn)了，但是大家都沒(méi)有休息，直接動(dòng)手去連接調試。結果測了一天一夜，總覺(jué)著(zhù)它沒(méi)有問(wèn)題，但是后來(lái)繼續測就發(fā)現和正常的不太一樣了?；氐侥暇┖罄^續變化條件反復測，每天都要測好多遍，.終找到了電磁兼容的一個(gè)關(guān)鍵地方。后來(lái)我們把通信的協(xié)議稍微修改了一下，就再也沒(méi)有出現問(wèn)題了?！?