2022世界航天獎被授予天問一號團(tuán)隊(duì)
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2022世界航天獎被授予天問一號團(tuán)隊(duì)
第73屆國際宇航大會18日至22日在法國巴黎舉行。國際宇航聯(lián)合會21日專門為獲得該組織年度最高獎、2022年度“世界航天獎”的中國天問一號火星探測團(tuán)隊(duì)舉辦成果介紹會。
“世界航天獎”旨在表彰在航天科學(xué)、航天技術(shù)、航天醫(yī)學(xué)、航天工程管理等領(lǐng)域取得杰出成就的航天科技人員。
9月18日，國際宇航聯(lián)合會在第73屆國際宇航大會開幕式上，將2022年度“世界航天獎”授予了中國天問一號火星探測團(tuán)隊(duì)。國際宇航聯(lián)合會表示，天問一號火星探測團(tuán)隊(duì)為成功探索火星提供了創(chuàng)新性的選擇，并為推進(jìn)深空探測技術(shù)作出了杰出貢獻(xiàn)。
天問一號應(yīng)用材料
超輕質(zhì)的蜂窩增強(qiáng)低密度燒蝕防熱材料：應(yīng)用于火星探測器上氣動加熱最嚴(yán)重的大底結(jié)構(gòu)及大底拐角部位。
作用：在探測器著陸的階段，該材料表面與火星大氣摩擦并發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，帶走大量的熱量;同時(shí)該材料還具有良好的保溫隔熱性能，將熱浪排除在探測器之外，有效保護(hù)探測器不被燒壞。
連續(xù)纖維增強(qiáng)中密度防熱材料：應(yīng)用在需要維持探測器整體形狀的上下邊緣和結(jié)構(gòu)的支撐部位以及背罩防熱結(jié)構(gòu)的艙蓋、封邊環(huán)、埋件、螺塞等零部件。
作用：該材料相比低密度材料強(qiáng)度更高，密度為0.9g/cm3，兼顧了耐燒蝕和承載能力。
超輕質(zhì)的燒蝕防熱涂層材料：應(yīng)用在氣動加熱較為緩和的背景部位。
作用：涂層密度為0.28g/cm3，熱導(dǎo)率為0.06W/(m·k)，隔熱性能優(yōu)良，對著陸器的減重也起到重要作用。
特種吸能合金：應(yīng)用于著陸機(jī)構(gòu)。
作用：該合金具有突出的強(qiáng)韌性、輕質(zhì)性和吸能性，可吸收探測器著陸的沖擊能。
高性能碳化硅基增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料：應(yīng)用于探測器高精密儀器。
作用：重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、寬溫度范圍下尺寸穩(wěn)定，滿足“天問一號”長時(shí)間運(yùn)行時(shí)對關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的材料需求。
鋁硅封裝外殼：應(yīng)用于探測器著陸系統(tǒng)的TR組件等核心元器件封裝解決方案。
作用：保障探測器著陸系統(tǒng)電路的安全，為器件內(nèi)部電路穿上安全可靠的保護(hù)衣，保障探測器在火星的安全平穩(wěn)著陸。
新型鋁基碳化硅復(fù)合材料：用于火星車結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、儀器等幾十種零部件。
作用：火星車要在工況復(fù)雜的火星表面長距離行走，這對火星車材料的輕量化、高強(qiáng)韌性、高尺寸穩(wěn)定性、耐沖擊性提出了極高的要求，傳統(tǒng)鋁、鈦合金難以兼顧綜合要求，新型鋁基碳化硅復(fù)合材料可勝任。
新型鎂鋁合金：用于探測器結(jié)構(gòu)。
作用：世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，可實(shí)現(xiàn)探測器輕量化。
高精尖鋁材(蒙皮板、自由鍛件、超大規(guī)格板、鍛環(huán)、鋁鋰合金)：應(yīng)用于探測器。
作用：保障天問一號火星探測器長期的太空行駛及完成著陸。
有機(jī)熱控涂層：航天器外表面及儀器表面。
作用：探測器在進(jìn)入軌道后，處于地球大氣層以外的超高真空空間環(huán)境，朝向太陽的部分表面溫度非常高，而背向太陽的部分表面溫度非常低，導(dǎo)致航天器“冰火兩重天”。該材料可以保證探測器能夠在極端復(fù)雜的溫度下保持正常工作，通過調(diào)控溫度達(dá)到熱控需求。
納米氣凝膠：用于火星車。
作用：很輕、隔熱性能好，在探測器“落”與“巡”兩項(xiàng)任務(wù)中發(fā)揮作用。
聚合物智能復(fù)合材料：用于可展開柔性太陽能電池系統(tǒng)。
作用：實(shí)現(xiàn)柔性太陽能電池的鎖緊、釋放和展開，以及展開后高剛度可承載等功能。
天問一號發(fā)展歷程
歷史背景
2011年11月9日，中國研制的首個(gè)火星探測器“螢火一號”同俄羅斯“福布斯-土壤”號探測器于哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場搭乘俄運(yùn)載火箭發(fā)射升空。然而由于搭載的俄羅斯“福布斯-土壤”火星探測器出現(xiàn)故障，“螢火一號”未能進(jìn)入預(yù)定軌道，任務(wù)宣告失敗。之后，隨著中國大型運(yùn)載火箭和深空探測網(wǎng)等瓶頸取得突破，中國規(guī)劃自主發(fā)射火星探測器。
《2016中國的航天》白皮書明確提出：實(shí)施中國首次火星探測任務(wù)，突破火星環(huán)繞、著陸、巡視探測等關(guān)鍵技術(shù)。計(jì)劃2020年發(fā)射首顆火星探測器，實(shí)施環(huán)繞和巡視聯(lián)合探測。開展火星采樣返回、小行星探測、木星系及行星穿越探測等的方案深化論證和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，適時(shí)啟動工程實(shí)施，研究太陽系起源與演化、地外生命信息探尋等重大科學(xué)問題。
研制歷程
2016年1月11日，中國首次火星探測任務(wù)正式獲得國家批準(zhǔn)立項(xiàng)。任務(wù)要求通過一次發(fā)射任務(wù)實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視，對火星開展全球性、綜合性的環(huán)繞探測，在火星表面開展區(qū)域巡視探測。計(jì)劃于2020年7-8月間擇機(jī)發(fā)射，2021年登陸火星。
中國按計(jì)劃推進(jìn)火星探測工程，火星探測器和用于發(fā)射的長征五號運(yùn)載火箭分別由中國航天科技集團(tuán)有限公司五院和一院抓總研制。
2020年4月，中國國家航天局明確計(jì)劃通過長征五號遙四運(yùn)載火箭發(fā)射“天問一號”探測器 [13] 。天問一號由一部軌道飛行器和一輛火星車構(gòu)成。天問一號火星探測任務(wù)要一次性完成“繞、落、巡”三大任務(wù)。
2020年7月14日，火星探測器“天問一號”運(yùn)抵文昌航天發(fā)射場。
2020年7月22日，中國火星探測工程正式對外公布“中國首次火星探測任務(wù)天問一號1:1著陸平臺和火星車”信息。
2020年7月23日12時(shí)41分，長征五號遙四運(yùn)載火箭搭載天問一號探測器發(fā)射升空，飛行2000多秒后，成功將探測器送入預(yù)定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了中國自主開展行星探測的第一步。
2022年5月5日，月球探測工程地面應(yīng)用系統(tǒng)公開發(fā)布天問一號第十批科學(xué)探測數(shù)據(jù)。本次發(fā)布的數(shù)據(jù)由地面應(yīng)用系統(tǒng)生產(chǎn)制作，包括環(huán)繞器上的火星離子與中性粒子分析儀、中分辨率相機(jī)、火星礦物光譜分析儀，火星車上的導(dǎo)航地形相機(jī)、火星氣象測量儀、火星車次表層探測雷達(dá)在2022年3月獲取的科學(xué)數(shù)據(jù);以及環(huán)繞器上的火星能量粒子分析儀在2020年7月~2022年3月，火星車上的火星表面磁場探測儀在2021年6月~12月獲取的科學(xué)數(shù)據(jù);共計(jì)9642個(gè)數(shù)據(jù)文件，總數(shù)據(jù)量124.28GB。