海麗雅提供的傘繩連接技術(shù)、特種彈性繩索是“天問一號”完成難度最大、失敗率最高任務(wù)的關(guān)鍵——
8月29日，在我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器飛行里程突破1億公里之際，CCTV《對話》欄目以“來自火星的一場約會”為主題，解讀了這項(xiàng)任務(wù)背后的故事。
這期節(jié)目上，青島海麗雅集團(tuán)有限公司副總工程師徐連龍作為嘉賓，講述了企業(yè)在“天問一號”中的兩大貢獻(xiàn)：提供著陸傘繩連接技術(shù)、研發(fā)并提供特種彈性繩索以用于著陸器耐沖擊試驗(yàn)。
這兩項(xiàng)工作都作用于探測器進(jìn)入火星大氣后安全著陸這一最核心環(huán)節(jié)。從這個角度說，海麗雅可謂是火星探測器安全著陸的“守衛(wèi)者”。
自鎖技術(shù)助力探測器“穩(wěn)穩(wěn)”著陸
火星探測需要完成環(huán)繞、著陸、巡視三大任務(wù)。其中，著陸環(huán)節(jié)是公開的技術(shù)難點(diǎn)。
著陸過程中，探測器從130多公里的高空進(jìn)入火星大氣，時速高達(dá)每秒5.9公里，要在短短7分鐘的時間內(nèi)，將速度降至零，才能實(shí)現(xiàn)安全著陸。這也是所有火星探測任務(wù)中技術(shù)難度最大、失敗概率最高的關(guān)鍵時刻，被稱為“黑色7分鐘”。航天科技集團(tuán)五院火星探測系統(tǒng)副總師饒煒介紹，目前國際上共進(jìn)行了19次火星著陸任務(wù)，只成功了8次，不成功的原因都集中在這7分鐘里。
這7分鐘對降落傘繩提出了極高要求。正如航天科技集團(tuán)五院火星探測器總設(shè)計師孫澤洲所說，這次任務(wù)最核心、最難的地方，就是探測器進(jìn)入火星大氣后氣動外形和降落傘減速的過程，只有一次機(jī)會，必須確保成功。
“在著陸過程中，減速傘打開的一瞬間和探測器著陸的一瞬間對傘繩的沖擊力都非常大，傳統(tǒng)的繩索插接方式一旦耐受不住沖擊力就會產(chǎn)生斷裂，探測器也將無法完成后續(xù)任務(wù)。”徐連龍說。而海麗雅的技術(shù)成果，就是要確保探測器著陸階段的降落傘減速環(huán)節(jié)萬無一失。
徐連龍介紹，“天問一號”著陸器降落傘的傘繩，采用的是海麗雅集團(tuán)的發(fā)明專利——繩索插接技術(shù)。“采用傳統(tǒng)傘繩連接方式，在降落環(huán)節(jié)的強(qiáng)力損失可高達(dá)50%；而繩索插接技術(shù)的自鎖功能能夠最大限度提高傘繩強(qiáng)度、減少強(qiáng)力損失，確保著陸器安全。”徐連龍告訴記者。
特種繩索為著陸火星“打好提前量”
一次火星探測任務(wù)背后凝聚著無數(shù)心血，必須盡最大努力把每個環(huán)節(jié)的風(fēng)險降到最低。
最好的“挽救”就是“預(yù)防”。在“天問一號”火星探測器正式發(fā)射前，仿真模擬著陸器在進(jìn)入火星大氣過程中降落傘開傘時所承受的瞬態(tài)沖擊力，以驗(yàn)證著陸器整體結(jié)構(gòu)載荷能力和穩(wěn)定性，是“天問一號”地面模擬試驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)。
事實(shí)上，在這個環(huán)節(jié)，“天問一號”技術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇合適的耐沖擊試驗(yàn)器具時面臨不少困難。若按原計劃使用大型金屬彈簧，則面臨著技術(shù)難度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂等問題。
為此，海麗雅經(jīng)過一年半的技術(shù)攻關(guān)，定向研發(fā)了一款特種彈性繩索，完美替代了大型金屬彈簧方案。經(jīng)過上千次試驗(yàn)，這款特種彈性繩索圓滿完成了火星探測器著陸計劃的地面試驗(yàn)，獲取了精確、穩(wěn)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確保了著陸器耐沖擊地面模擬試驗(yàn)的順利進(jìn)行，為著陸火星“打好了提前量”。
按照計劃，“天問一號”將于明年2月到達(dá)火星并開展著陸準(zhǔn)備等工作。屆時，“青島造”的特種繩索將接受“實(shí)戰(zhàn)測試”。
海麗雅始建于1922年，由生產(chǎn)女士扎頭繩起家，如今已發(fā)展成為以特種繩纜、應(yīng)急自救產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)等為主體的國家高新技術(shù)企業(yè)。作為先后為中國海洋科考船“大洋一號”、“科學(xué)”號、“雪龍”號、載人潛水器“蛟龍”號、大型飛船返回艙等國家重大科研項(xiàng)目定向研發(fā)特種繩纜的企業(yè)，海麗雅目前擁有專利1600多項(xiàng)，曾榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。
