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武船助力天问一号安全着陆火星

2020-07-23新闻8

楚天都市报记者 詹钘 通讯员 张旭 付泽宁

23日中午12时41分,天问一号火星探测器成功发射升空。

7个月后,天问一号将开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测。

在此过程中,确保“火星一号”在火星表面实现安全着陆,成了火星探测任务成功的关键。为此,我国组织兴建了位于河北省张家口市怀来县的火星着陆综合试验场。

试验场内,由武船集团重装公司参与制作的“快随系统”成功模拟出火星的低重力环境,准确记录火星探测器的运动轨迹和相关数据,通过这些数据的不断调整,最大程度确保着天问一号穿越火星大气后安全着陆。

多用途的“快随系统”

2018年7月18日,河北省怀来县,烈日炎炎。

这一天,武船集团重装公司正式签订火星着陆综合试验场建造合同:负责天问一号着陆器着陆试验过程中,“快随系统”的施工工作。

当时,作为该公司机电车间副主任的雷洪洲,因经验丰富,成为此次火星着陆综合试验场建设施工单位总指挥。

“‘快随系统’是一套在着陆试验过程中紧紧跟随着天问一号着陆器运动,并辅助其完成试验的重要装置。”

23日下午,在武船集团,雷洪洲接受记者采访时介绍,整个“快随系统”中,外围是多个钢制塔架搭成的一个中空的“蒙古包”。在中间,通过36根钢缆固定核心部件“随动盘”,“随动盘”下面垂吊着火星探测器。

雷洪洲说,整套“快随系统”由“随动盘”、钢丝绞车牵引设备和部分电气机械设备组成,可以在地球上模拟出类似火星的低重力环境,同时记录试验过程中“火星一号”着陆器的运动轨迹和相关数据。

试验人员通过对该系统收集到的试验数据进行有效分析,不断优化调整着陆器相关飞行参数,可最大程度确保着陆器安全着陆。

面对强风 140米高空作业

怀来试验场,设在一个丘陵环绕的凹地。

施工人员需要在凹地的周围,建设6个140米高的钢结构塔架,将其环绕。

对于造桥好手来说,武船重工建这几个钢结构塔架并不困难。但在塔架拔地而起之后,接下来的工作才让施工人员倒吸了一口凉气。

“我们的施工人员需要克服强烈的心理恐惧,借助建筑吊篮上升至百米甚至更高的区域,进行导向轮组、钢丝等设备的装焊作业。”雷洪洲说,除此之外,现场强烈的紫外线、零下低温,让施工难度进一步加大。

现场施工钳工项目负责人马晓东回忆:“高空作业时,常遭遇7-8级的大风,并夹杂着沙尘,吹得工人与建筑吊篮左右摇摆,还睁不开眼。”

在这么恶劣的环境之下,18套绞车设备、36根钢丝和700余组导向轮,以及相关配套电缆、电气设备设施最终全部安装完毕。

怀来基地设施完工的同时,2019年7月初,在武船重装庙山基地内场,“随动盘”也已经顺利完成组装及检测实验,并立即拆分装箱发往怀来。

经过测量,“随动盘”上安装的导轨平面度公差达到0.1mm、平行度公差达到0.15mm,各项检测数据满足工艺精度及试验要求。

2019年7月13日,“快随系统”的总装和调试工作全部完成。

难题来自于试验保障

2019年8月底,“快随系统”在经历了几次调试及多日的保养后,终于迎来了它的“新娘”——“天问一号”着陆器。“配对”成功后,“快随系统”牵引着陆器缓缓升上半空,着陆试验正式开始。

雷洪洲介绍,整个试验过程为期一个多月,却并非大家想象中的一帆风顺。

期间,最麻烦的,是 “随动盘”在下降一定高度后,与之相连的部分近地电缆在地面拖行摩擦,导致电缆损伤,随后重新调整电缆与钢丝绳,牵一发而动全身。

在一次试验过程中,离地84米高空的一个导向轮,因高空风力过大,随着钢丝脱槽而出,施工人员不得不连夜进行“高空钢管行走”安装作业,以确保第二天试验的正常进行。

雷洪洲回忆,还有一次在着陆器刚刚加注燃料完毕后,发现“随动系统”导轨滑块有4块磨损严重,需要更换。

由于加注燃料的特殊,隔天试验必须进行。而该类型滑块原本应用于高精度机床,需要进口,短时间内根本无法到货。

雷洪洲怀揣着最后一丝希望,发动项目部全体成员的力量多方联系,终于打探到青岛一家机床厂正好仅有一组存货。当天晚上雷洪洲便组织专车从试验场出发提货,次日中午崭新的滑块便已安装完成。

2019年11月14日,在中国火星探测器首次公开亮相后,来自19个国家的外宾莅临火星着陆综合试验场,共同见证了“天问一号”着陆器悬停避障试验首秀的成功。

如今,天问一号已经出发,对它登陆火星,雷洪洲也充满了期待。

#科学

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