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火星能量粒子分析儀率先開(kāi)啟“問(wèn)天”之旅!
發(fā)布日期: 2020/7/30 10:19:04

7月24日22時(shí)22分25秒,在“天問(wèn)一號”火星探測器發(fā)射升空的第二天,火星環(huán)繞器主載荷之一的火星能量粒子分析儀即成功開(kāi)機,正式開(kāi)始履行它的“問(wèn)天”使命!它是13個(gè)科學(xué)載荷中第一個(gè)開(kāi)機的產(chǎn)品,也是在奔火期間唯一長(cháng)時(shí)間開(kāi)機的科學(xué)載荷。該產(chǎn)品由蘭州空間技術(shù)物理研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“研究所”)和中國科學(xué)院近代物理研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“近物所”)兩家單位聯(lián)合研制?;仡櫘a(chǎn)品的研制歷程,這是一段充滿(mǎn)挑戰而不斷成長(cháng)的過(guò)程,也是研制團隊向深空探測不斷前進(jìn)的“逐夢(mèng)”歷程。


         勇挑重擔 踐行使命,合作共贏(yíng)勇攻關(guān)
   研究所黨委書(shū)記王潤福清楚得記得,2016年4月26日,在火星探測任務(wù)科學(xué)有效載荷工程研制啟動(dòng)大會(huì )上,上級明確了由研究所承擔火星能量粒子分析儀的工程研制任務(wù),這是兩器有效載荷分系統13個(gè)科學(xué)載荷中最晚明確任務(wù)的產(chǎn)品。研究所倍感上級領(lǐng)導給予的充分信任,同時(shí)也感到肩上責任重大,按照“聯(lián)合研制、合作共贏(yíng)、共同攻關(guān)、知識共享”的研制思路,研究所項目團隊先后走訪(fǎng)了中國科技大學(xué)、北京大學(xué)和中科院近代物理所等國內在能量粒子探測領(lǐng)域具有優(yōu)勢的單位,經(jīng)過(guò)多輪技術(shù)交流與溝通,最終選定了與中科院近代物理研究所聯(lián)合組成研制團隊,這為項目的順利實(shí)施提供了有力保障。面對同一理想、同一目標,雙方團隊進(jìn)行了深入細致的溝通,在研究所的協(xié)調組織下,雙方團隊現場(chǎng)辦公,共同學(xué)習了航天產(chǎn)品設計標準規范及禁限用工藝標準,對照相關(guān)標準,開(kāi)展物理仿真和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),發(fā)揮了兩家單位的各自?xún)?yōu)勢,通過(guò)合作取長(cháng)補短,在短時(shí)間內孵化出了工程應用的新產(chǎn)品,為后續項目持續推進(jìn)奠定了堅實(shí)的基礎。

            吃透技術(shù) 攻堅克難,精益求精保成功
   該項目的技術(shù)負責人王鹢說(shuō),火星能量粒子分析儀受限于工程指標的苛刻約束,必須采用單個(gè)探測器系統對質(zhì)子、電子、α粒子和重離子進(jìn)行復合探測,并進(jìn)行粒子能量測量和種類(lèi)鑒別,該方案是國內首次采用的集成探測方案,技術(shù)難度和實(shí)踐風(fēng)險非常大。  
   時(shí)間緊、任務(wù)重,面對這個(gè)全新的任務(wù),近物所孫志宇團隊、蘇弘團隊和研究所胡向宇團隊等研制人員一頭扎進(jìn)了火星能量粒子分析儀的研制攻關(guān)中。從問(wèn)題分析、方案設計到試驗驗證,環(huán)環(huán)相扣,責任到人,項目團隊連續奮戰了3個(gè)多月時(shí)間,先后解決了物理探測方案設計和大動(dòng)態(tài)范圍、高靈敏度的讀出電子學(xué)電路設計、探測器架構設計、高精度低噪電源、電子學(xué)刻度等多項技術(shù)難點(diǎn),滿(mǎn)足了火星探測任務(wù)對產(chǎn)品技術(shù)指標的苛刻要求,為產(chǎn)品研制奠定了堅實(shí)的基礎。
  在產(chǎn)品實(shí)現過(guò)程中,研制人員又面臨了新的難題:探測器需要保證帶電粒子有效進(jìn)入探測器,同時(shí)又要阻擋空間環(huán)境中的光線(xiàn)“混入”,就必須在入射口安裝一片厚度僅為2μm的金屬擋光片。薄如蟬翼已讓眾人驚嘆,而面對比蟬翼還要薄100倍的金屬箔片,讓“輕輕拿起”這樣簡(jiǎn)單的操作都變得無(wú)法實(shí)現,更別說(shuō)要開(kāi)展力學(xué)等一系列實(shí)驗了,但這沒(méi)有嚇倒“敢啃硬骨頭”的航天人,在完全沒(méi)有經(jīng)驗借鑒的基礎上,研究所工藝人員嚴把材料選擇、工藝驗證等各環(huán)節要求,圍繞金屬箔片的“夾持”、“裁剪”、“定模”、“固定”等各環(huán)節開(kāi)展了一輪又一輪的研究工作,終于實(shí)現了微米級金屬箔片無(wú)損安裝。


   這只是在研制歷程中聯(lián)合研制團隊攻克的眾多技術(shù)難題中的一小部分,2017年10月30日,火星探測任務(wù)工程總設計師張榮橋來(lái)研究所調研時(shí),稱(chēng)贊了火星能量粒子分析儀前期取得的成果,對火星能量粒子分析儀科學(xué)指標實(shí)現、薄弱環(huán)節驗證、研制試驗的全面性、合理性、有效性給予了較高評價(jià)。2019年1月30日,火星能量粒子分析儀在北京中科院空間中心通過(guò)了正樣產(chǎn)品的驗收評審會(huì )和數據包審查,研究所承研的能量粒子分析儀是火星兩器有效載荷分系統第一個(gè)完成研制交付的載荷單機產(chǎn)品。
每當回憶至此,研究所所長(cháng)助理楊曉林都為這支團隊感到驕傲自豪,可以說(shuō)他們創(chuàng )造了“最后一個(gè)承接、第一個(gè)交付”的奇跡!

        迎難而上 無(wú)私奉獻,全力保障“雙勝利”
  產(chǎn)品交付后,研制隊伍配合相關(guān)總體單位,在北京、上海、海南等地陸續完成了分系統級的聯(lián)試試驗,環(huán)繞器級的聯(lián)試試驗,兩器工程總體級的電測、EMC試驗、力學(xué)、熱學(xué)等試驗,火星探測任務(wù)天地無(wú)線(xiàn)聯(lián)試及發(fā)射場(chǎng)演練等各類(lèi)工作。


   2020年年初新冠肺炎疫情期間,正是火星探測器發(fā)射前任務(wù)準備的關(guān)鍵時(shí)期,為了保障任務(wù)的順利開(kāi)展,研制隊伍克服疫情帶來(lái)的不利影響,項目辦指揮馬洪炯親自?huà)鞄?、周密部署,研制人員采取了“一站式”車(chē)輛服務(wù),連續奔波于北京、海南兩地。“85”后的主管設計師藺璟就是其中的一員,自2月14日起,她就和同事一起迎難而上、星夜兼程趕往北京開(kāi)展實(shí)驗任務(wù),火星能量粒子分析儀走到哪兒,她就跟到哪兒,憑著(zhù)精益求精的工作態(tài)度和過(guò)硬的業(yè)務(wù)能力,她在基地一直堅守到“天問(wèn)一號”火星探測器順利發(fā)射,出色地完成了承擔的各項工作。研究所的研制人員以他們過(guò)硬的技術(shù)水平和優(yōu)秀的工作作風(fēng)全力保障著(zhù)科研生產(chǎn)和疫情防控的“雙勝利”!

   隨著(zhù)火星能量粒子分析儀的正式開(kāi)機,它將開(kāi)啟漫長(cháng)的工作模式,完成它肩負的探測星際空間和火星空間環(huán)境等一系列重大任務(wù),期待集廣大科研人員智慧成果的能量粒子分析儀不辱使命、出色完成工作,為我們更好的了解火星環(huán)境提供寶貴的數據支持。(轉載)

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