在太空中，兩個(gè)航天器的對(duì)接被形象地稱為“太空之吻”，近年來，從神舟八號(hào)到神舟十一號(hào)、從天宮到天舟，我國(guó)航天器在太空上演過一次次令人難忘的交會(huì)對(duì)接。

兩器分離的過程可謂“步步驚心” 本文圖片均由 中國(guó)航天科技集團(tuán) 供圖

而在5月15日這次具有里程碑意義的“落火”大戲中，令人難忘的卻是“兩器分離”，它的成功上演，確保了著陸巡視器得以完成后續(xù)一連串完美的落軌、下降、懸停、避障、落地動(dòng)作，在火星表面第一次留下中國(guó)印跡。

這次在火星停泊軌道上的“兩器分離”是如何完成的？風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)在哪里？降落中又經(jīng)歷了哪些驚心動(dòng)魄的過程？上海航天八院的專家透露了個(gè)中細(xì)節(jié)。

分離前，“天問一號(hào)”火星探測(cè)器在周期為兩個(gè)火星日的停泊軌道上運(yùn)行，在到達(dá)近火點(diǎn)前約6小時(shí)，八院抓總研制的環(huán)繞器4臺(tái)120N發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火約兩分多鐘，實(shí)施降軌機(jī)動(dòng)，進(jìn)入火星大氣進(jìn)入軌道，之后轉(zhuǎn)為兩器（環(huán)繞器、著陸巡視器）分離姿態(tài)，并執(zhí)行兩器分離動(dòng)作。

據(jù)八院專家介紹，兩器分離經(jīng)過了“降軌、分離、升軌”三步曲，可謂步步驚心。

首先，“天問一號(hào)”要實(shí)施降軌機(jī)動(dòng)，環(huán)繞器上的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，降低探測(cè)器近火點(diǎn)高度。然后，“天問一號(hào)”在距離火星表面約125公里前，實(shí)現(xiàn)環(huán)繞器和著陸巡視器的分離。兩器到達(dá)安全距離后，環(huán)繞器點(diǎn)火提升軌道至中繼軌道，環(huán)繞器升軌的同時(shí)，實(shí)時(shí)拍攝監(jiān)測(cè)著陸巡視器的下降過程。接著，著陸巡視器調(diào)整姿態(tài)，防熱大底朝前，沿著進(jìn)入火星大氣的軌道滑行，瞄準(zhǔn)進(jìn)入火星大氣層的一個(gè)窄窄的進(jìn)入走廊，著陸巡視器與火星大氣層形成的這一夾角非常關(guān)鍵，角度太大會(huì)導(dǎo)致與大氣摩擦溫度升高過于劇烈，角度太小又實(shí)現(xiàn)不了進(jìn)入火星大氣層的目標(biāo)。

專家指出，如果降軌偏差過大，會(huì)影響著陸巡視器進(jìn)入火星大氣時(shí)進(jìn)入角、經(jīng)緯度等參數(shù)，最終影響著陸巡視器進(jìn)入火星大氣后的著陸過程，遇到此情況，地面可以終止分離流程；分離有問題，探測(cè)器能夠自主判斷取消分離，繼續(xù)攜帶著陸巡視器飛行，等待后續(xù)著陸機(jī)會(huì)；分離成功，但環(huán)繞器升軌近火點(diǎn)高度不夠，會(huì)有進(jìn)入火星大氣墜毀的風(fēng)險(xiǎn)，這些都是兩器分離及著陸過程的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)所在。

著陸巡視器和環(huán)繞器分離后，繼續(xù)沿火星大氣進(jìn)入軌道飛行，分離后再經(jīng)過3個(gè)多小時(shí)進(jìn)入火星大氣，依靠氣動(dòng)外形減速、降落傘減速、發(fā)動(dòng)機(jī)減速、懸停避障，最終安全著陸在火星表面。環(huán)繞器則在分離半小時(shí)后進(jìn)行升軌機(jī)動(dòng)，返回停泊軌道。

進(jìn)入火星大氣時(shí)，著陸巡視器的速度可達(dá)每秒4.8千米，相當(dāng)于子彈出膛速度的6倍

在著陸巡視器距離火星10公里左右時(shí)，打開攜帶的超音速降落傘

據(jù)專家介紹，著陸巡視器進(jìn)入氣動(dòng)減速段是最主要的減速階段。進(jìn)入火星大氣時(shí)，著陸巡視器的速度可達(dá)每秒4.8千米，相當(dāng)于子彈出膛速度的6倍。著陸巡視器進(jìn)入火星大氣后，要進(jìn)行升力體制導(dǎo)和展開配平翼，以便更好地利用火星大氣的阻力，使陸巡視器防熱大底和火星大氣的不斷摩擦來減速。經(jīng)5分鐘的減速之后，著陸巡視器的速度下降到每秒460米，速度降低將近90%。

當(dāng)速度降至100米/秒時(shí)，降落傘就基本完成了使命，此后著陸巡視器把大底和背罩拋掉，露出著陸平臺(tái)和火星車

在著陸巡視器距離火星10公里左右時(shí)，打開攜帶的超音速降落傘。在降落傘的幫助下，著陸巡視器的速度下降到每秒100米以下。在這1分多鐘的時(shí)間里，火星大氣層中風(fēng)的速度和方向，對(duì)落“火”的精度影響很大，有些時(shí)候甚至影響落“火”安全。

在距離火星高度100米的時(shí)候，借助降落發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行懸停

當(dāng)速度降至100米/秒時(shí)，降落傘就基本完成了使命，此后著陸巡視器把大底和背罩拋掉，露出著陸平臺(tái)和火星車。平臺(tái)上的7500牛變推力降落發(fā)動(dòng)機(jī)開始點(diǎn)火工作，進(jìn)一步減小著陸巡視器的下降速度，它用80秒把速度減小到3.6米/秒，同時(shí)保持姿態(tài)穩(wěn)定，對(duì)地雷達(dá)隨機(jī)開機(jī)，并展開著陸緩沖機(jī)構(gòu)的四條著陸腿。

在距離火星高度100米的時(shí)候，借助降落發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行懸停，同時(shí)對(duì)火面進(jìn)行成像，然后挑選相對(duì)平坦的區(qū)域進(jìn)行降落。

在最后的落“火”瞬間，利用四條著陸腿里的緩沖吸能材料，把著陸時(shí)的沖擊力緩沖掉，確保著陸巡視器平穩(wěn)著陸在火星表面。

在最后的落“火”瞬間，利用四條著陸腿里的緩沖吸能材料，把著陸時(shí)的沖擊力緩沖掉，確保著陸巡視器平穩(wěn)著陸在火星表面。

在整個(gè)落“火”過程中，由于地火距離非常遙遠(yuǎn)，使得地火通信延時(shí)單程超過17分鐘。在落“火”過程中著陸巡視器和地面“指揮部”處于“失聯(lián)”狀態(tài)，它需按照事先制定的預(yù)案，自主完成進(jìn)入、下降和著陸的這一系列極為復(fù)雜的動(dòng)作，不能有半點(diǎn)失誤，因?yàn)檫@個(gè)過程無法依靠地面進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和干預(yù)。

蝴蝶狀的火星車——“祝融號(hào)”

落“火”短短的9分多鐘，著實(shí)讓人驚心動(dòng)魄，后續(xù)，隨著火星車展開深藍(lán)色的翅膀，緩緩駛下著陸平臺(tái)，蝴蝶狀的火星車——“祝融號(hào)”將帶著國(guó)人的期望與寄托，在火星這顆紅色的星球上展開科學(xué)探索。