2022世界航天獎被授予天問一號團隊

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2022世界航天獎被授予天問一號團隊

第73屆國際宇航大會18日至22日在法國巴黎舉行。國際宇航聯合會21日專門為獲得該組織年度最高獎、2022年度“世界航天獎”的中國天問一號火星探測團隊舉辦成果介紹會。

“世界航天獎”旨在表彰在航天科學、航天技術、航天醫學、航天工程管理等領域取得杰出成就的航天科技人員。

9月18日，國際宇航聯合會在第73屆國際宇航大會開幕式上，將2022年度“世界航天獎”授予了中國天問一號火星探測團隊。國際宇航聯合會表示，天問一號火星探測團隊為成功探索火星提供了創新性的選擇，并為推進深空探測技術作出了杰出貢獻。

天問一號應用材料

超輕質的蜂窩增強低密度燒蝕防熱材料：應用于火星探測器上氣動加熱最嚴重的大底結構及大底拐角部位。

作用：在探測器著陸的階段，該材料表面與火星大氣摩擦并發生復雜的物理化學反應，帶走大量的熱量;同時該材料還具有良好的保溫隔熱性能，將熱浪排除在探測器之外，有效保護探測器不被燒壞。

連續纖維增強中密度防熱材料：應用在需要維持探測器整體形狀的上下邊緣和結構的支撐部位以及背罩防熱結構的艙蓋、封邊環、埋件、螺塞等零部件。

作用：該材料相比低密度材料強度更高，密度為0.9g/cm3，兼顧了耐燒蝕和承載能力。

超輕質的燒蝕防熱涂層材料：應用在氣動加熱較為緩和的背景部位。

作用：涂層密度為0.28g/cm3，熱導率為0.06W/(m·k)，隔熱性能優良，對著陸器的減重也起到重要作用。

特種吸能合金：應用于著陸機構。

作用：該合金具有突出的強韌性、輕質性和吸能性，可吸收探測器著陸的沖擊能。

高性能碳化硅基增強鋁基復合材料：應用于探測器高精密儀器。

作用：重量輕、強度高、剛性好、寬溫度范圍下尺寸穩定，滿足“天問一號”長時間運行時對關鍵機構的材料需求。

鋁硅封裝外殼：應用于探測器著陸系統的TR組件等核心元器件封裝解決方案。

作用：保障探測器著陸系統電路的安全，為器件內部電路穿上安全可靠的保護衣，保障探測器在火星的安全平穩著陸。

新型鋁基碳化硅復合材料：用于火星車結構、機構、儀器等幾十種零部件。

作用：火星車要在工況復雜的火星表面長距離行走，這對火星車材料的輕量化、高強韌性、高尺寸穩定性、耐沖擊性提出了極高的要求，傳統鋁、鈦合金難以兼顧綜合要求，新型鋁基碳化硅復合材料可勝任。

新型鎂鋁合金：用于探測器結構。

作用：世界上最輕的金屬結構材料之一，可實現探測器輕量化。

高精尖鋁材(蒙皮板、自由鍛件、超大規格板、鍛環、鋁鋰合金)：應用于探測器。

作用：保障天問一號火星探測器長期的太空行駛及完成著陸。

有機熱控涂層：航天器外表面及儀器表面。

作用：探測器在進入軌道后，處于地球大氣層以外的超高真空空間環境，朝向太陽的部分表面溫度非常高，而背向太陽的部分表面溫度非常低，導致航天器“冰火兩重天”。該材料可以保證探測器能夠在極端復雜的溫度下保持正常工作，通過調控溫度達到熱控需求。

納米氣凝膠：用于火星車。

作用：很輕、隔熱性能好，在探測器“落”與“巡”兩項任務中發揮作用。

聚合物智能復合材料：用于可展開柔性太陽能電池系統。

作用：實現柔性太陽能電池的鎖緊、釋放和展開，以及展開后高剛度可承載等功能。

天問一號發展歷程

歷史背景

2011年11月9日，中國研制的首個火星探測器“螢火一號”同俄羅斯“福布斯-土壤”號探測器于哈薩克斯坦境內的拜科努爾發射場搭乘俄運載火箭發射升空。然而由于搭載的俄羅斯“福布斯-土壤”火星探測器出現故障，“螢火一號”未能進入預定軌道，任務宣告失敗。之后，隨著中國大型運載火箭和深空探測網等瓶頸取得突破，中國規劃自主發射火星探測器。

《2016中國的航天》白皮書明確提出：實施中國首次火星探測任務，突破火星環繞、著陸、巡視探測等關鍵技術。計劃2020年發射首顆火星探測器，實施環繞和巡視聯合探測。開展火星采樣返回、小行星探測、木星系及行星穿越探測等的方案深化論證和關鍵技術攻關，適時啟動工程實施，研究太陽系起源與演化、地外生命信息探尋等重大科學問題。

研制歷程

2016年1月11日，中國首次火星探測任務正式獲得國家批準立項。任務要求通過一次發射任務實現火星環繞、著陸和巡視，對火星開展全球性、綜合性的環繞探測，在火星表面開展區域巡視探測。計劃于2020年7-8月間擇機發射，2021年登陸火星。

中國按計劃推進火星探測工程，火星探測器和用于發射的長征五號運載火箭分別由中國航天科技集團有限公司五院和一院抓總研制。

2020年4月，中國國家航天局明確計劃通過長征五號遙四運載火箭發射“天問一號”探測器 [13] 。天問一號由一部軌道飛行器和一輛火星車構成。天問一號火星探測任務要一次性完成“繞、落、巡”三大任務。

2020年7月14日，火星探測器“天問一號”運抵文昌航天發射場。

2020年7月22日，中國火星探測工程正式對外公布“中國首次火星探測任務天問一號1:1著陸平臺和火星車”信息。

2020年7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭搭載天問一號探測器發射升空，飛行2000多秒后，成功將探測器送入預定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了中國自主開展行星探測的第一步。

2022年5月5日，月球探測工程地面應用系統公開發布天問一號第十批科學探測數據。本次發布的數據由地面應用系統生產制作，包括環繞器上的火星離子與中性粒子分析儀、中分辨率相機、火星礦物光譜分析儀，火星車上的導航地形相機、火星氣象測量儀、火星車次表層探測雷達在2022年3月獲取的科學數據;以及環繞器上的火星能量粒子分析儀在2020年7月~2022年3月，火星車上的火星表面磁場探測儀在2021年6月~12月獲取的科學數據;共計9642個數據文件，總數據量124.28GB。