南航团队为“天问一号”装“黑匣子”

北京时间2021年5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功！火星上首次留下中国印迹！

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成功着陆火星凌晨1时许，天问一号探测器在停泊轨道实施降轨，机动至火星进入轨道。4时许，着陆巡视器与环绕器分离，历经约3小时飞行后，进入火星大气，经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后，环绕器进行升轨，返回停泊轨道，为着陆巡视器提供中继通信。后续，“祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。

火星探测风险高、难度大，探测任务面临行星际空间环境、火星稀薄大气、火面地形地貌等挑战，同时受远距离、长时延的影响，着陆阶段存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等难点。天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术，实现了我国首次地外行星着陆，是中国航天事业发展中又一具有重大意义的里程碑。

本次火星探测器发射任务中南航人持续贡献着力量和智慧。南航承担了火星应急信标装置的研制任务，是我国唯一由高校独立承担的单机载荷。

中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家、人民科学家、南航航天学院院长叶培建院士担任总指挥、总设计师顾问。

叶培建院士

南航88级校友孙泽洲担任火星探测器总设计师。此外，还有众多南航校友也参与了此次“天问一号”任务。

孙泽洲总设计师

“天问一号”火星应急信标装置主要用在航天器上，主要的工作环境是地外的行星或者地外的星球，主要用来在高强度冲击、极寒等极端环境下展开数据通信保障，被生动地称为“黑匣子”。

信标装置具备主动的通信能力，不需要对其进行回收，设备自身就能够将关键的数据传输出去。火星的环境非常特殊，平均温度在零下70度左右，信标装置具有更强的环境适应能力，能够在极端寒冷的气候下保障火星与地球之间的通信。

科研攻关：国家需要，挺身而出

火星着陆探测的成功率不足50%，探测器在火星表面软着陆是其中风险最大、技术难度最高的环节。在火星探测器转正样后的一次评审中，探月与航天工程中心提出，火星探测器还缺乏一个有效的载荷，即俗称的“信标”，能够在探测器“硬着陆”过程中记录下相关数据并通过环绕器传回地球，从而能够向世界宣告和证明中国航天器已到达火星地表。

南航航天学院主动请缨，承担起火星信标研制工作。信标装置是各载荷中最晚启动研制的，可分配的重量、尺寸和功耗等资源极为有限，这给研制工作带来了巨大挑战。

2018年8月，火星应急信标装置研制团队在南航正式成立，详细设计方案于2019年4月评审通过，经过六个月的研制与技术攻关，团队按计划完成了电性能测试、力试验、鉴定级产品投产、大过载摸底试验、全时序模拟测试、热平衡试验、专项试验研制技术流程，各项功能与性能满足使用与设计要求。11月底正样产品顺利投产，2020年4月信标装置正式交付。

疫情防控：时间紧迫，集体坚守

在没有任何经验可供参考的条件下，2年左右的时间里，一个全新的航天产品需要从设计制造到出厂具备发射条件，任务难度之大可想而知。研制团队采用三个方案同步进行的模式，这意味着工作量的急剧增加，青年教师们只能连续作战，确保研制进度。2020年春节前期，在探测器综合测试中，出现了传输数据不完整的问题，青年教师们连续72小时坚守在北京航天城实验室内调试产品，终于在大年三十上午将产品调试好，搭乘晚上最后一班高铁回到南京。

2020年春节期间，国内出现了疫情，部分试验项目不得不中断，极大的影响了信标装置的研制计划。为了确保按时完成研制任务，青年教师们一手抓疫情防控，一手抓科研攻关。农历正月初四团队即开始与探测器总体单位沟通后续安排，初六便回到学校开展研制工作。

疫情最严重时，北京无法住宿，青年教师们只能冒着感染风险在南京北京之间往返，有时晚上刚回到南京取到所需仪器，便又登上了赴京的夜班列车，空荡荡的一节列车中只有团队的一、二名成员，成为科研攻关战线上的“最美逆行者”。

航天报国：以国为家，彰显大义

在研制过程中，除了要攻关技术难题，团队成员还要面临着工作、家庭、生活等多方面的压力。青年教师张子建在儿子出生仅仅2个小时后，又踏上了前往北京的高铁，他说“等儿子长大了，他一定会理解我”。参与信标研制工作，青年教师们没有拿一分钱的科研工资，甚至自己垫钱开展先期研究工作。

在火星信标研制试验队出征仪式上，叶培建院士寄语青年教师们：“扬航天精神雄风，做两弹一星传人；圆中华复兴伟梦，担行星探测重任。”信标研制工作须臾不可离的，是精神力量的支撑与推动。以“两弹一星”精神、载人航天精神以及探月精神为代表的航天精神谱系，在这批年轻人身上不断得到体现和延续、发展与发扬。

来源 | 扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子

原标题：《南航团队为“天问一号”装“黑匣子”》

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