携手天问，四川造飞向火星

　　编 辑：王猛
　　5月25日，天问一号探测器环绕器有效载荷——火星磁强计的伸杆实施在轨展开，即将开启对近火空间矢量磁场的探测。
　　此前，天问一号的着陆巡视器，已在15日着陆火星乌托邦平原展开探测。
　　天问一号「火箭升空—地火转移—火星捕获—离轨着陆—科学探测」的过程完成度接近圆满背后，四川造全程参与，功不可没。
　　航天燎原承制长五火箭多个重要零部件和地面测发控整体系统，助力天问一号飞向火星。
　　航天烽火制造的两个电磁阀，是天问一号环绕器轨控发动机和姿控发动机的「心脏」。
　　中电天奥承研的佳木斯66米深空测控站（以下称「佳木斯站」）控制轨道和导航。
　　四川辉腾生产的芳纶Ⅲ高分子有机材料（杂环芳纶），是降落伞的主承力结构材料。
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　　雨前顾问将零碎的网络信息汇总梳理，全面展现天问落火背后的四川空天产业链。
　　01 升空·航天燎原
　　运载天问一号升空的长五火箭的配电器、附加控制器、电缆网等重要单机以及地面测发控整体系统，均由扎根成都的四川航天技术研究院下属四川航天燎原科技有限公司生产制造。
　　与其他运载型号相比，长五火箭使用的功能元件体积大、结构复杂、高度集成，对定位精度、加工精度和检测精度要求极高。
　　航天燎原相关负责人透露，箭上配电器等航天电子产品根据机械加工、电子装联、电缆制造等8大类不同专业的产品特点制定了近千份的工艺指导和保障文件。任务启动至今，已完成35项129台(套)产品的生产交付任务，产品交付合格率100%。
　　此次任务共交付液压阻尼作动筒、分离火箭、点火器、起爆器、异性导爆索组件、非电系统和爆炸螺栓，用在长五火箭及火星探测器各系统中，其中交付「长五」用火工品占箭上全部火工品的95%以上。
　　因为航天燎原在空天科技方面的突出贡献，在雨前顾问的第二期「成都黑科技主题公司扑克牌」评选中荣获大王。
　　02 环绕·航天烽火
　　天问一号在环火轨道上顺利运行，离不开四川成都企业——中国航天科技集团七院所属的四川航天烽火伺服控制技术有限公司造的两种型号电磁阀。
　　它们分别应用在「天问一号」环绕器轨控发动机和姿控发动机上，控制氧化剂路和燃料路，确保天问一号在环火轨道上，以正确姿态按预定轨道飞行。
　　这两种电磁阀的加工精度要求，高到普通人难以想象。
　　阀腔内孔、密封副密封面的表面粗糙度0.2微米，这相当于一根头发丝的1/300； 在30倍显微镜下进行对比检查，不得有多余物；在严酷的温度环境下保持良好的密封性能。
　　特种阀不同于普通阀门，生产流程复杂，加工难度大。电磁阀的大多数零件都需要十余道机械加工工序，个别零件的加工工序达20多道，涵盖了车、铣、磨、钳、研、热处理、电子束焊、慢走丝等多个工种。
　　零件验收合格后再组合成部件，几种部件最后才能拼装成组件。而且，因为很多零部件需要手工完成，对精度的把控更难。
　　航天烽火作为专为航天航空工程任务生产专用特种阀的老牌加工单位，经历过各类急难险重的任务，积累了大量特殊人才。
　　他们不但克服了生产此次天问一号电磁阀的种种困难，还自主把每项技术参数自控精度提升了1倍，使电磁阀的使用性能达到最优。
　　为了让电磁阀在火星任务中能长期服务，航天烽火利用专门的设备，不断重复为电磁阀通电、断电，使其一直循环进行打开和关闭的动作。根据不同型号，这样的循环检验至少要进行20万次，最多达到45万次。如出现一次故障，将面临返修或淘汰。
　　质量把关过硬，让航天烽火圆满完成了任务。
　　「天问一号」探测器环火轨道「自拍」
　　03 领航·中电天奥
　　在天问一号着陆过程中，从分离滑行段开始，到触地后主发动机关机，都离不开在蓉央企中电天奥有限公司承建的佳木斯站。
　　佳木斯站不仅拥有66米大型口径的天线，还拥有综合基带数据处理终端、大功率发射机、深冷高灵敏度接收机、高稳氢钟等设备，结合了极小信号的大动态捕获、编译码等技术 ，是航天测控领域迄今为止亚洲口径最大、接收灵敏度最高、连续波发射功率最强和作用距离最远的天线。
　　它不但保障了地火距离间（最远达4亿公里以上）持续、稳定和准确的通信，还能对飞行器位置、速度、姿态等参数进行精准测量。
　　这两大功能，在天问一号着陆过程中起到了重要作用。
　　天问一号从进入火星大气层到软着陆在火星表面，不仅速度要从4.8千米/秒减到接近于0，还必须及时、精准地执行上千个指令步骤。但由于地火距离太远，通信延迟往往超过10分钟，北京飞行控制中心很难精准掌握着陆情况，及时发出有效指令。
　　中电天奥团队采用DOR（差分单向测距）等方式与其它深空站协同进行干涉测量形成轨道预报，经过连续数天降轨参数的试算，确定大气进入初始点位置。
　　降轨机动前约8小时，在佳木斯站测控弧段内，地面注入大气进入初始点和导航数据等关键指令，引领着着陆-巡视器及时、精准地自主执行上千个指令步骤安全着陆。
　　此次天问一号落火，中电天奥在探测器系统、测控系统、运载火箭系统、发射场系统和地面应用系统五大系统中有四个部分的任务 ：
　　一是测控系统，中电天奥共有多套承研的测控系统（设备）参与任务，重点是根据本次任务各弧段应用场景，对66米站进行了适应性改造，改造后与另外两个35米深空测控站协同工作形成无缝接力，保障火星探测任务的完成；
　　二是为长征五号运载火箭配备多台地面配试设备；
　　三是为发射场系统、各测控站、指控中心配套装备了多套时统设备和T0控制台；
　　四是地面应用系统，中电天奥承建了中科院国家天文台的北京密云站、昆明站以及天津武清站的数据接收分系统设备，其中某一测控站的70米天线，是全国最大的全动数据接收天线。
　　从我国探月工程二期、三期到天问一号落火，佳木斯站都是幕后的守护者。
　　夜空中的佳木斯站，图据中科院
　　04 降落·四川辉腾
　　天问一号的降落伞被称为锯齿形盘缝带伞，除了在样式上进行了全新设计，材料上也进行了改进升级。在它的一些局部的加强环节，用到了四川辉腾科技股份有限公司研发生产的芳纶Ⅲ高分子有机材料（杂环芳纶）。
　　芳纶Ⅲ高分子有机材料是一种高分子聚合物纤维，被工程界誉为「纤维之王」，革命性地解决了其他有机纤维不耐紫外光照、不耐湿热老化等缺陷 ，可自由暴露在自然界恶劣工况中并在-196 ~330 范围内的长期运行。
　　该材料的密度仅为1.43g/cm，具有超高强/高模、高韧性、耐高低温、优异电绝缘性、耐辐照、抗腐蚀、耐疲劳、高阻燃性等特点。
　　以芳纶Ⅲ高分子有机材料为主承力结构材料的降落伞，顺利经过了开伞时超过两马赫速度的考验，为后面的动力减速段、着陆缓冲段，提供了条件，保障了天问一号的顺利着陆。
　　该材料的研发历时10余年，已达到世界顶尖水平，实现了国研、国产、国造，不再受制于人。
　　四川辉腾首席技术负责人、宇航材料专家张鸥在接受采访时表示，其团队不仅参与「天问一号」着陆火星的任务，还将陆续参与中国空间站建设以及中国航天后续的星际探索系列工程。
　　「天问一号」探测器降落伞；图据央视
　　05 盘点·四川航空航天产业链
　　四川空天产业自三线建设以来，积累了雄厚的航空航天产业基础。
　　航天产业链。 文中提到的航天燎原、航天烽火、中电天奥和四川辉腾，均是四川航天产业链上的重要企业，在探月工程、探火工程等国家重大空天项目发挥了重要作用。
　　飞机制造领域。 四川形成了集飞机研发、设计、制造、测试与维修为一体，较为完整的航空产业链，拥有成飞公司等一批行业龙头企业和成都飞机设计研究所等骨干科研机构。
　　卫星产业链。 四川围绕卫星制造、卫星发射、卫星地面终端、卫星运营的四个环节，已初步形成了较为完整的产业链。其中，中电科29所在载荷领域具备相当的制造能力，中电天奥在测控领域处于国内领先地位，国星宇航已经具备了生产小型卫星的能力，星联芯通、国恒空间在地面终端制造领域拥有较强能力，同时国恒空间还具备相控阵天线制造能力。
　　06 结语：四川造和中国航天一起升空
　　自1984年4月8日我国第一颗地球同步轨道卫星在西昌发射基地成功升空开始，四川航空航天产业始终紧跟中国航空航天事业发展步伐。
　　天问一号落火，只是中国航空航天事业的一个站点。中国已计划2030年前后实施火星采样返回、木星系探测等任务。四川空天产业也必将伴随中国航天的成长，不断接受新的挑战，开启一个全新的空天时代。