新安晚報(bào) 安徽網(wǎng) 大皖客戶端訊  昨天，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器開(kāi)啟奔向火星的旅程。新安晚報(bào)、安徽網(wǎng)、大皖客戶端記者了解到，包括環(huán)繞器次表層探測(cè)雷達(dá)等一系列“黑科技”裝備也在飛赴火星途中，而這款雷達(dá)正是位于合肥的中國(guó)電科38 所研制的。在未來(lái)兩三年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間里，它將“踏遍”火星的大部分角落，了解火星次表層下的物質(zhì)構(gòu)成。在進(jìn)行科學(xué)研究的同時(shí)，它還將為火星繪制出一幅“全球地圖”。

為火星探測(cè)加裝一雙“透視眼”

記者了解到，此次火星探測(cè)任務(wù)將同時(shí)實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”三個(gè)目標(biāo)，“天問(wèn)一號(hào)”上共搭載了7 個(gè)火星探測(cè)設(shè)備，可環(huán)繞火星運(yùn)轉(zhuǎn)并對(duì)火星進(jìn)行探測(cè)。中國(guó)電科38 所負(fù)責(zé)研發(fā)的環(huán)繞器次表層探測(cè)雷達(dá)就屬于7 個(gè)火星探測(cè)設(shè)備之一，相當(dāng)于為“天問(wèn)一號(hào)”加裝了一雙“透視眼”。

昨天，環(huán)繞器次表層探測(cè)雷達(dá)總設(shè)計(jì)師范明意向記者介紹，這款雷達(dá)利用低頻段雷達(dá)的介質(zhì)穿透特性，在高速環(huán)繞的衛(wèi)星平臺(tái)上，向火星發(fā)射低頻率電磁波，穿透到次表層內(nèi)部，利用回波特性分析次表層分層結(jié)構(gòu)，并推算其物質(zhì)組成。

目前，該款雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火星次表層10 米以下的分層精度探測(cè)，其中對(duì)次表層土壤的穿透深度可達(dá)數(shù)百米，對(duì)冰層可達(dá)數(shù)千米。同時(shí)，采用星上實(shí)時(shí)處理技術(shù)降低數(shù)據(jù)量，實(shí)現(xiàn)星際超遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。因技術(shù)先進(jìn)，它引起國(guó)內(nèi)外相關(guān)科學(xué)家的廣泛關(guān)注。

“了解到火星上哪里有土壤、干冰或者水冰，而后者是人類生存的必備條件。”范明意說(shuō)。這樣一來(lái)，就可以了解火星次表面的物質(zhì)機(jī)構(gòu)分布，為火星繪制出一個(gè)“全球地圖”來(lái)。

搞清楚火星上的高地、河谷，不僅是科學(xué)研究的需要。“現(xiàn)在有一種說(shuō)法，火星的環(huán)境與地球相近，未來(lái)有可能開(kāi)發(fā)為人類第二居住地。”范明意表示，未來(lái)想要開(kāi)發(fā)火星、移民火星，像這些最基礎(chǔ)的環(huán)境問(wèn)題，就需要通過(guò)現(xiàn)在的探測(cè)來(lái)進(jìn)行研究。

計(jì)劃明年5月份前后正式開(kāi)工

按照計(jì)劃，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器將由火箭送入地火轉(zhuǎn)移軌道，飛行約7個(gè)月后抵達(dá)火星。

環(huán)繞器次表層探測(cè)雷達(dá)型號(hào)副總指揮鄶吉野介紹，23 日下午3 點(diǎn)左右，雷達(dá)搭載的甚低頻天線就已經(jīng)展開(kāi)，探測(cè)從地球向火星軌道轉(zhuǎn)移過(guò)程中的電磁信號(hào)，用于科學(xué)研究，這也讓研制人員連日來(lái)緊張的心放了下來(lái)。

不過(guò)，以上只是探測(cè)雷達(dá)的附加任務(wù)，針對(duì)火星次表層探測(cè)的重中之重，將由搭載的剩下4 根雷達(dá)天線來(lái)完成，它們將在明年5 月份前后環(huán)繞器抵達(dá)任務(wù)軌道之后正式開(kāi)展工作。

據(jù)范明意介紹，探測(cè)雷達(dá)的設(shè)計(jì)壽命為一個(gè)火星年，火星公轉(zhuǎn)周期是687 天，換算到地球上就是不到兩年的時(shí)間。也就是說(shuō)，探測(cè)雷達(dá)將在火星上工作到2023 年。“在這期間，雷達(dá)的探測(cè)范圍可以覆蓋火星上大部分的區(qū)域，然后把搜集到的數(shù)據(jù)傳回來(lái)。”

不僅如此，火星離地球最遠(yuǎn)可達(dá)4 億公里，而地球到月球是38 萬(wàn)公里，因此這款雷達(dá)也將成為到距離地球最遠(yuǎn)的深空?qǐng)?zhí)行任務(wù)的雷達(dá)設(shè)備。研制人員擔(dān)心其因?yàn)橥ㄓ嵗щy，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)短暫“失聯(lián)”的情況，還為它提前植入“自主策略”。“如果出現(xiàn)狀況，它還會(huì)繼續(xù)完成任務(wù)，或者停下來(lái)等待。”范明意說(shuō)。

攻堅(jiān)克難4年啃下“硬骨頭”

為了能讓這款專門為火星量身打造的“透視眼”發(fā)揮作用，中國(guó)電科38 所科研人員在測(cè)試、實(shí)驗(yàn)以及工程研制等領(lǐng)域都面臨著前所未有的考驗(yàn)。由于火星發(fā)射具有窗口時(shí)間限制，自2016 年初接到項(xiàng)目研制任務(wù)后，他們就在不斷攻堅(jiān)克難，一口一口地啃下了這塊“硬骨頭”。

環(huán)繞器次表層探測(cè)雷達(dá)結(jié)構(gòu)總師張義軍介紹，探測(cè)雷達(dá)是通過(guò)長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭運(yùn)送上天的，而雷達(dá)本身的重量按照科學(xué)要求只能有20多公斤，在遭遇強(qiáng)沖擊之下還能夠正常工作，需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)。此外，火星上的溫度可達(dá)零下180 度，對(duì)雷達(dá)的工程研制也極具挑戰(zhàn)。不過(guò)，這些困難最終被一一克服。

范明意說(shuō)，隨著“天問(wèn)一號(hào)”奔赴火星，目前這款雷達(dá)的初步任務(wù)已經(jīng)完成，期待后續(xù)能夠取得更多更好的成績(jī)。

駱先洋 新安晚報(bào) 安徽網(wǎng) 大皖客戶端 記者陳牧