升力 快讯!“天问一号”成功着陆火星!( 二 )


一是“进得去”,
二是“进得稳”,
升力 快讯!“天问一号”成功着陆火星!
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解决“进得去”的问题,
关键一步就是进入角θ的设置,
如果进入角过大,
航天器 “一头扎进”大气层中,
会在进入过程中被烧坏;
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如果进入角过小,
航天器将会“跃出”大气层,导致无法成功进入。
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经过科学家和工程师们的精密计算,
一般采用进入角为十度左右设计再入轨迹,
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而解决“进得稳”的问题,
就要靠航天器的攻角η设计了,
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首先将航天器的质心配置在偏离纵轴的位置上,使其“不稳”,
待航天器进入大气层后,
气动力矩会逐渐改变它的姿态,
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最终,运动方向、质心、压心处于一条直线,
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这个“抬头”角度就是配平攻角。
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整个航天器“自我调节”至姿态稳定的过程,
也被称为“攻角配平段”。
它是航天器“稳稳当当”进入大气层的第一步
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随后航天器进入升力控制段,
自带的推进机构可以使航天器在一定程度上
HOLD住自身姿态,或者改变姿态以调整航向
确保“稳重大方”地造访火星
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在升力控制段结束之后,
天问一号将伸出“小翅膀”(配平翼),
通过产生反向气动力矩,
抵消质心偏移产生的气动力矩
将进入舱“立”起来,把攻角减少到0°,
也就是“直面”速度方向,
为开伞做准备。
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地球上载人飞船使用的降落伞,
是在亚音速条件下打开使用。
而在火星上使用降落伞,
是在超音速条件下打开充气。
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如果不提前把攻角减少到0°,
过快的速度会使得降落伞在拉直过程中,
“摇摆不定”偏离拉直方向,
造成如伞衣损坏、伞绳断裂、
漏气塌陷等后果,
所以需要提前“摆正姿态”。
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在前期“疯狂减速”基础上,
航天器速度已从4.8km/s减速到数百米/秒
完成总减速量90%以上,
使得航天器具备伞降条件。
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此时,巡视着陆器“头顶”降落伞展开,
开始在火星上“兜风” ,
当速度减小至亚音速后,
就可以抛掉一路以来“冲锋在前”的大底。
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随着减速继续,
当着陆巡视器速度降至不足百米/秒时,
靠火面的稀薄大气已经不能继续有效支撑伞降,
降落伞减速效率不再具有优势,
着陆巡视器就会“破壳而出”抛弃背罩,
进入动力减速段。
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从动力减速段开始,
火星车和着陆平台就要用自己的“眼睛”去看,
用自己的“力气”去走,
开始为着陆做准备,
首先是发动机点火工作,
进行动力减速,
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着陆巡视器降至距离火面百米左右高度时,
悬停在空中开启雷达和光学相机,
探测预选着陆区,测定离火面高度,
对着陆区成像,自主分析地形,
选出较为平坦的区域准备着陆。
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之后瞄准自主选择好的着陆位置,
缓速下降,
将自己“小心轻放”于火星表面。
升力 快讯!“天问一号”成功着陆火星!

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