天問一號(hào)本領(lǐng)強(qiáng)
張蕾 郭睿
①與月球探測(cè)任務(wù)相比，火星探測(cè)不僅要面臨最遠(yuǎn)4億公里的遙遠(yuǎn)距離，而且火星環(huán)境與地球環(huán)境有較大差異�；鹦谴髿庀”�，受季節(jié)、晝夜、風(fēng)暴等影響非常不穩(wěn)定；火星表面地形復(fù)雜，遍布巖石、斜坡、溝壑等障礙物；火星塵暴較地球更為嚴(yán)重，而我們沒有火星大氣模擬實(shí)測(cè)手段，也沒有經(jīng)過飛行驗(yàn)證后的數(shù)據(jù)……這些因素給天問一號(hào)著陸火星帶來了極大難題，安全著陸風(fēng)險(xiǎn)非常高。
“未知9分鐘”
②要想平穩(wěn)地降落到火星表面，就要讓高速奔馳的天問一號(hào)慢下來。超音速降落傘是減速技術(shù)中難度最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，天問一號(hào)在使用降落傘時(shí)要保證在超音速、低密度、低動(dòng)壓下打開，而這個(gè)過程存在開傘困難且不穩(wěn)定等問題。
③進(jìn)入火星大氣層以后，天問一號(hào)首先借助火星大氣進(jìn)行氣動(dòng)減速，將下降速度減掉90%左右，這個(gè)過程需要克服高溫和姿態(tài)偏差。緊接著，天問一號(hào)打開降落傘進(jìn)行傘系減速，當(dāng)速度降至每秒100米時(shí)，通過反推發(fā)動(dòng)機(jī)由大氣減速階段進(jìn)入動(dòng)力減速階段。距離火星地表100米時(shí)，天問一號(hào)進(jìn)入懸停階段，完成精準(zhǔn)避障和緩速下降后，著陸巡視器在緩沖機(jī)構(gòu)的保護(hù)下抵達(dá)火星表面。
④整個(gè)著陸過程，天問一號(hào)需要在9分鐘內(nèi)將約2萬千米/小時(shí)的速度降至0米/小時(shí)。雖然此前我國(guó)已有月表著陸經(jīng)驗(yàn)，但此次天問一號(hào)火星軟著陸任務(wù)顯然更加艱難�；鹦潜砻娲髿獾拿芏仁堑厍虼髿獾�1%左右，比月球表面環(huán)境更復(fù)雜�；鹦蔷嚯x地球更遙遠(yuǎn)，通信時(shí)延達(dá)到20分鐘左右，相距遙遠(yuǎn)的地表來不及做任何處置，只能靠天問一號(hào)自主完成，經(jīng)歷“未知9分鐘”。
⑤目前，人類火星探測(cè)任務(wù)成功率僅有5成左右，大部分失敗都折戟在“進(jìn)入/下降/著陸（簡(jiǎn)稱EDL）”這一階段�；鹦翘綔y(cè)最大的難點(diǎn)就是EDL，這個(gè)過程需要融合氣動(dòng)外形、降落傘、發(fā)動(dòng)機(jī)、多級(jí)減速和著陸反沖等多項(xiàng)技術(shù)才能實(shí)施軟著陸，每個(gè)環(huán)節(jié)都必須確保精準(zhǔn)無誤，差一秒都可能造成整個(gè)任務(wù)的失敗。
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⑥天問一號(hào)能夠翻越“萬水千山”成功著陸火星，有件“法寶”不得不提，就是身上那件由航天科技集團(tuán)五院529廠歷時(shí)兩年精心研制而成的銀色“沖鋒衣”。
⑦天問一號(hào)在向火星靠近的飛行軌道里要經(jīng)歷多次溫度循環(huán)變化，其中，最高溫達(dá)100攝氏度，最低溫可達(dá)零下120攝氏度，這樣一個(gè)溫差200多攝氏度的環(huán)境對(duì)天問一號(hào)內(nèi)部設(shè)備正常工作的影響極大。此外，空間的高真空特性使得天問一號(hào)在面對(duì)太陽的持續(xù)輻照下無法像飛機(jī)那樣通過熱對(duì)流或熱傳導(dǎo)傳遞熱量，因此其向陽表面的溫度會(huì)持續(xù)升高，造成與背陽面的巨大溫差。這種工況導(dǎo)致著陸巡視器內(nèi)部溫度嚴(yán)重不平衡，使得天問一號(hào)內(nèi)部的“五臟六腑”有的處于寒冷環(huán)境，有的處于高溫環(huán)境，更不要說外部空間里持續(xù)不斷的高能紫外線與電離輻射對(duì)其外表的損耗損傷了。
⑧因此，給天問一號(hào)穿件特制的“沖鋒衣”就顯得尤為必要。研制人員介紹，這款“沖鋒衣”學(xué)名為“低吸收——低發(fā)射熱控涂層”，是一種涂飾在航天器外表面的熱控制材料，擁有對(duì)太陽光譜輻照的反射能力以及自身的紅外輻射特性，能夠有效減少空間環(huán)境對(duì)航天器內(nèi)部造成的溫度影響。與其他熱控涂層一樣，“沖鋒衣”通過極低的太陽吸收比，可以長(zhǎng)期有效地反射太陽輻照而來的絕大部分能量，有效解決天問一號(hào)內(nèi)部冰火兩重天的問題。不同的是，“沖鋒衣”不僅低吸收而且低發(fā)射。我們通過降低熱控涂層的紅外發(fā)射率減少真空環(huán)境下艙內(nèi)向外界的輻射漏熱，保證著陸巡視器內(nèi)部設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的溫度，讓天問一號(hào)的旅程更加安全與舒適。
“紅色星球”荒野求生
⑨如果只是看圖片，火星的地貌似乎與地球上的沙漠戈壁并無異。事實(shí)上，火星上的風(fēng)速可達(dá)每秒180米——這幾乎是地球上特大臺(tái)風(fēng)風(fēng)速的3倍還多。如野獸般兇猛的烈風(fēng)會(huì)掀起大量沙塵甚至石塊，讓祝融號(hào)火星車的“眼睛”蒙塵，“翅膀”也不再靈活。此外，火星表面密布著石塊等障礙物，因此火星車在行駛時(shí)必須小心翼翼，以免被障礙物卡住造成操作上的遲滯。
⑩為了讓火星車能夠在惡劣的環(huán)境中“活”下來并順利完成使命，科研人員專門研發(fā)出一種不易沾上灰塵的新型材料，即使沾上也可以通過振動(dòng)將其抖落。他們還在實(shí)驗(yàn)室中特意擺放了一臺(tái)一模一樣的火星車，當(dāng)祝融號(hào)在火星上遇到復(fù)雜路況時(shí)，實(shí)驗(yàn)室中的這臺(tái)火星車先進(jìn)行模擬行駛，確認(rèn)無誤后再向火星發(fā)出指令。
1．文章以小標(biāo)題的形式分成三部分，請(qǐng)給第二部分?jǐn)M寫一個(gè)小標(biāo)題。（1分）
小標(biāo)題：____________
2．閱讀文章第①段，概括天問一號(hào)登陸火星最主要的難題和風(fēng)險(xiǎn)：火地距離遙遠(yuǎn)、___________、___________。（2分）
3．第④段主要采用了________和________的說明方法，從而將__________________說明得更加具體可感。（3分）
4．閱讀下面兩則材料，結(jié)合本文，探究我國(guó)航天工程中的命名特點(diǎn)，說說你的探究結(jié)果。（2分）
材料一：
斡維焉系，天極焉加？八柱何當(dāng)，東南何虧？九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數(shù)？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？出自湯谷，次于蒙汜。自明及晦，所行幾里？夜光何德，死則又育？
（節(jié)選自屈原《天問》）
材料二：
有一種載人飛船叫“神舟”；有一種衛(wèi)星導(dǎo)航叫“北斗”；有一種探月工程叫“嫦娥”；有一種月球車叫“玉兔”；有一種火星車叫“祝融”；有一種暗物質(zhì)粒子測(cè)探器叫“悟空”；有一種全球低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)叫“鴻雁”。
【參考答案】
1．“沖鋒衣”功不可沒或“沖鋒衣”名副其實(shí)。
