航天科技集团创新体系确保“天问一号”完美“落火”

5月15日清晨，由中国航天科技集团打造的“天问一号”火星探测器向火星第一次伸出了来自中国的“右手”。

此前，因中国尚未掌握第一手火星环境资料，对火星的地形地貌、天气环境等各方面情况也不甚熟悉，故未能像美国的“毅力号”那般立即“落火”。

而是经过轨道调整，在火星停泊轨道运行探测长达三个、收集了相当的数据资料后，才选定了火星乌托邦平原南部作为预选着陆区。

降落器历经脱离、下降、减速、打开降落伞、反向制动、悬停避障、对火星表面观测扫描、落地等多个步骤，耗时三个多小时才最终稳稳地将“祝融号”火星车成功送至火星地表。

三大关键技术成功护航 

着陆器自达到“进入点”的那一秒钟开始，就迎来了此次旅程中最为惊心动魄的“黑色9分钟”。

在这9分钟内，着陆器所要做的步骤几乎和宇宙飞船返回地球一样。

但火星的客观环境和我们居住的地球还是有很大差别，它的表面大气密度低于地球的1%，重力加速度仅0.38G，也就是地球的三分之一多一点。 

这也意味着降落伞无法提供足量的减速，必须依靠火箭发动机提供反向推力来实现将两万公里每小时的进入速度减至零。 

火星大气虽然稀薄，但表面附近还是存在空气流动，偶尔也会发生横向的剧烈侧风，这对于着陆器的稳定“落火”来说又平添了诸多变数。

更重要的是，火星距离地球超过6000公里，无线电波以光速传到地球单程都要十几分钟，我们的探火工程师在这一过程中根本没办法为着陆器提供有效的控制。

所以，着陆器只能靠着它自己的能力来完成这一艰巨的任务。 

“天问一号”成功“落火”之前，人类已进行过19次着陆火星任务，仅有10次取得了成功，成功概率只有一半，只有中美俄三国实现了软着陆，可见其难度之高。 

考虑到“落火”过程的技术难点，来自中国航天科技集团的工程师们为着陆器打造了三大技术装备和系统以克服困难。

这里面处于核心地位的便是自主控制系统，由于整个降落过程时间窗口较短，工程师们无法进行干预，那么着陆器需要一个“大脑”来自行控制全过程。 

“天问一号”的自主控制系统采用的是和早先登月的嫦娥三、四、五号类似的控制系统，可靠性已经多次验证，能够根据收集到的数据参数进行实时演算，对着陆器下一时刻的行动进行自主控制。

当然，光有“大脑”还不够，仍需要有“眼”，有“耳”，有“皮肤”才能真切感受到降落过程中的情况，收集诸如速度、距离、风速、火星表面地貌特征等有用的信息，正确地作出反应。这时，就轮到综合实时探测传感器阵列发挥作用了。 

综合实时探测传感器阵列把读取到的参数反馈给自主控制系统，由自主控制系统来进行判断。监测传感器越灵敏，读出来的参数误差就越小，自主控制系统分析的结果和下达的命令就越精确，着陆器飞行姿态可以保持平稳，软着陆成功率便越高。 

而调整飞行姿态又离不开发动机。“天问一号”着陆器的发动机和之前其它登陆火星的着陆器发动机有所不同。它的发动机是可变推力的发动机，可以根据需要来调整发动机的出力大小和方向。

不仅可以提供大功率的减速效果，还能够以小出力配合喷射角度来维持着陆器与火星表面的相对静止，以便对火星表面情况进行更为细致的观测，挑出最合适的着陆点。

正是这三大装备系统的相辅相成，避免了过往人类着陆火星又背大降落伞、又要丢缓冲气球的麻烦，把载荷空间最大限度地留给了“祝融号”火星车。 

先进技术脱胎于科技创新体系建设 

“天问一号”此次一步实现了“绕、着、巡”，一方面展现了中国航天科技集团对航天产品品质精益求精的追求，另一方面标志着其科技创新水平又迈上了新台阶。

科技创新水平离不开科技创新体系建设。

近几年，中国航天科技集团不断优化完善科技创新体系，持续加大基础研究和前沿方向研发力度，抢抓机遇，积极开拓新领域，大力推进知识产权和科技成果转化工作。

为此，集团专门制定《技术创新工作实施方案》，提出了针对性措施要求，并着力推动各单位加快实施。

集团上下深刻领会中央精神，坚定不移地推进协同创新工作；不断深化研发管理改革；不断加强培训、学习与交流；深入调研，加强骨干研发人才激励措施。

集团党组还对研发工作提出了“坚持改革创新，提高政治站位；强化战略引领，做好路径选择；突出问题导向，把握创新规律”的三点要求。

在改革创新过程中，一系列贴近市场、贴近创新逻辑的举措被先后提出并落实。

以航天六院为例，该院立足航天技术应用产业发展实际，创新研发资金投入模式，出台了产业研发创新项目管理方法。

一方面进行了内部研发经费统筹。通过建立了研发创新项目库，有针对性地推荐申报国家、集团公司、地方各类计划，并进行分类管理，为每个创新项目带来最大限度的生机；对重大项目实施全生命周期管理，院级技术人员全过程参与项目研发以及工业化示范建设，保证每一分钱都用在“点”上；在战略项目、产业研发和前沿探索三个方面依靠“推、拉、点”的策略进行研发资金的合理划分。

另一方面大力开拓外部资金来源。依靠研发投入资本化试点，为近期成果转化有望的项目积极申请专利基金、创新基金，财务公司进行资金投入。对其它企业成功的投入模式开展了嫁接和复制，以期围绕航天技术应用产业的可持续发展，支持和牵引更多的研发项目。 

改革三年多来，累计为六院新筹集到项目经费近5亿元，为新兴产业项目发展搭建起成长平台。

此外，集团还加大了航天电子器件的研发力度。 

旗下从事航天电子测控、航天电子对抗、航天制导、航天电子元器件专业的高科技上市企业——航天时代电子技术股份有限公司始终以市场为导向，大力推进知识产权和科技成果转化工作，优先攻坚关键核心零组件。

凭借资本运作，为天线专业实验室、微波专业实验室、卫星导航实验室、测控通信实验室、卫星飞船应用实验室和集成电路实验室提供了足量的研发经费。

上面提到的“天问一号”着陆器搭载的高性能传感器、无线电测量控制系统、特种电子通信、自动跟踪系统和数据收集、传输处理系统均出自航天时代电子技术股份有限公司。