Wie schwierig ist es für Tianwen-1, drei große Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen?

Am 23. Juli um 12:41 Uhr wurde die erste Marssonde meines Landes, „Tianwen-1“, erfolgreich mit der Trägerrakete Langer Marsch 5 vom Weltraumbahnhof Wenchang in Hainan gestartet. Nach dem Start wird die Satellit eine lange Reise von etwa sieben Monaten antreten, um den Mars zu erreichen und dort eine Umlaufbahn- und Patrouillenerkundung durchzuführen.

Chinas erste Marserkundungsmission muss die drei Hauptaufgaben „Umkreisen“, „Landen“ und „Patrouillenerkundung“ gleichzeitig bewältigen. Dies ist in der weltweiten Luft- und Raumfahrtgeschichte beispiellos und man kann sich vorstellen, wie schwierig dies ist. Welchen Schwierigkeiten und Risiken muss Tianwen-1 also auf seiner traumhaften Reise zum Mars begegnen? Lassen Sie uns einen genaueren Blick auf die Unebenheiten und Hindernisse auf dem Weg zur Feuerforschung werfen.

Die erste Herausforderung: Die Aufgabe beginnt an einem hohen Punkt und die technische Spanne ist groß

Bis Ende Juni dieses Jahres führten Länder weltweit 44 Marserkundungsaktivitäten durch, die Erfolgswahrscheinlichkeit der Missionen lag jedoch nur bei etwa 50 %. Es ist ersichtlich, dass die mit der Marserkundungsmission selbst verbundenen Risiken sehr hoch sind.

Ziel der chinesischen Marserkundungsmission ist es, den Planeten gleichzeitig zu umkreisen, zu landen und zu überwachen. „Kein Land der Welt hat jemals alle diese Ziele gleichzeitig erreicht, und die Aufgabe ist extrem schwierig“, sagte Sun Zezhou, Chefdesigner des Marsrovers an der Fifth Academy of China Aerospace Science and Technology Corporation.

Laut Experten für die Erforschung des Weltraums von der Fünften Akademie der Chinesischen Raumfahrt- und Technologiegesellschaft ist der Startumfang der Marserkundungsmission meines Landes sehr groß und die effektive Landemasse wird nur von der Curiosity der USA übertroffen. Auch die Erkundung des Mars befindet sich auf dem gleichen internationalen Niveau. Die Sonde befindet sich in der Entwicklung und die Zusammenhänge sind äußerst komplex. Der erste Eintritt eines außerirdischen atmosphärischen Körpers ist mit zahlreichen technischen Herausforderungen verbunden, wie etwa der Umlaufbahn, der Aerodynamik, dem Hitzeschutz, dem großen Segelfallschirm usw., und bei der Gestaltung von fast zehn Aspekten müssen neue technologische Durchbrüche und Sprünge erzielt werden.

Die zweite Herausforderung: neue Designbeschränkungen und hohe Unsicherheit

Angesichts der Tatsache, dass es sich um einen weit entfernten und unbekannten Planeten handelt, wird Tianwen-1 auf seiner Reise zum Mars unweigerlich mit der Herausforderung einer neuen Umgebung konfrontiert sein.

Vorhandene Daten zeigen, dass es nur sehr wenige grundlegende Daten zur dünnen Atmosphäre, den Windfeldern, Staubstürmen und der Oberflächentopographie des Mars gibt und große Unsicherheit besteht. Die neue interplanetare Weltraumumgebung erschwert die ohnehin schon äußerst riskante Erkundungsmission noch weiter.

Die neuen Einschränkungen auf dem Mars, wie etwa die große Entfernung von bis zu 400 Millionen Kilometern und die lange Zeitverzögerung, stellen sehr hohe Anforderungen an die autonomen Fähigkeiten der Sonde und bringen enorme Herausforderungen und Unsicherheiten für eine Reihe von Designs mit sich, darunter den erfolgreichen Eintritt und die Landung auf dem Mars, die Mess- und Steuerungskommunikation, die Energieversorgung des Rovers, die Wärmekontrolle und die Bewegung auf der Marsoberfläche sowie die Technologie und Umweltanpassungsfähigkeit elektronischer Produkte.

Die dritte Herausforderung: Es gibt viele Schlüsseltechnologien und es ist schwierig, sie zu lösen

Es ist klar, dass es bei dieser Marserkundungsmission viele kritische, einzigartige und irreversible Verknüpfungen gibt, wie etwa das Bremsen bei nahezu Feuereinfang, die Instrumententrennung, Eintritt/Abstieg/Landung, die Freigabe und Trennung des Rovers und viele andere Schlüsseltechnologien.

Der wichtigste und schwierigste Teil unserer Marserkundungsmission ist dieses Mal die aerodynamische Form und der Abbremsvorgang des Fallschirms, nachdem die Sonde in die Marsatmosphäre eintritt. Wir haben nur eine Chance und müssen sicherstellen, dass sie erfolgreich ist. Chefdesigner Sun Zezhou hat ein ruhiges und klares Verständnis für die Mission „Mars Exploration“.

Zu diesem Zweck hat das Forschungs- und Entwicklungsteam speziell eine neue aerodynamische Form, einen neuen Fallschirm usw. entworfen. Diese Schlüsseltechnologien sind äußerst schwierig zu bewältigen.

Die vierte Herausforderung: Umfangreiche Verifizierungsaufgaben und hohe Testschwierigkeiten

Der Reporter erfuhr, dass die Marssonde „Tianwen-1“ über viele neue Technologien verfügt, die bei früheren Satelliten oder Sonden weder zum Einsatz kamen noch Anwendung fanden.

Um die Zuverlässigkeit der Sonde sicherzustellen, hat das Forschungs- und Entwicklungsteam daher zahlreiche Tests und Überprüfungen durchgeführt. Zusätzlich zu den herkömmlichen Kraft-, Hitze- und anderen Tests mussten sie auch Tests zur aerodynamischen Form, zum Schutz vor thermischer Ablation, zum Schweben und zur Hindernisvermeidung, zum langsamen Abstieg und Landen sowie spezielle Tests der Innen- und Außensysteme, der Subsysteme und der Einzelmaschinenebene des Rovers absolvieren. Die Verifizierungsaufgabe war extrem aufwändig.

Laut Experten für die Erforschung des Weltraums von der Fünften Akademie der Chinesischen Raumfahrtwissenschafts- und -technologiegesellschaft ist es bei diesen Spezialtests nicht nur schwierig, die Testmethoden und -pläne festzulegen, sondern auch sehr schwierig, die Marsumgebung zu simulieren, die Tests durchzuführen und die Testergebnisse zu beurteilen. Darüber hinaus sind auch die Eignung, Wirksamkeit und Abdeckung der experimentellen Verifizierung und der experimentellen Simulationsverifizierung äußerst schwierig.

Die zahlreichen Schwierigkeiten ließen das Entwicklungsteam für die Marserkundung jedoch nicht abschrecken. Die Konstrukteure arbeiteten im Wettlauf mit der Zeit, um eine große Zahl von Testüberprüfungen und verschiedene Missionsvorbereitungen durchzuführen und so den Weg für die Marserkundungsreise von Tianwen-1 zu ebnen.

Die fünfte Herausforderung: Enger Entwicklungszyklus und hohes Fortschrittsrisiko

mein Land hat erst spät mit der Marserkundung begonnen, daher ist das Forschungs- und Entwicklungsteam seit dem Start der Mission im Einsatz. Die Marserkundungsmission wurde Anfang 2016 offiziell genehmigt; im Juli 2016 trat die Entwicklung des Marsrovers in die Prototypenphase ein; Ende 2016 waren alle wichtigen technischen Forschungsarbeiten und die detaillierte Konstruktion des Rovers abgeschlossen. Seitdem hat das Entwicklungsteam ununterbrochen gearbeitet und den gesamten Prozess von der Produktentwicklung und -überprüfung über die Lieferbereitschaft bis hin zum geplanten Start in etwas mehr als vier Jahren abgeschlossen.

Während dieser Zeit verlief die Arbeit am Plan und am Prototyp sowie am Prototyp und am endgültigen Prototyp vollständig bereichsübergreifend und parallel. Zu diesem Zweck wurden die Hauptaufgaben keinen Moment unterbrochen und im Vorfeld miteinander verknüpft. Fortschritt und technische Risiken waren eng miteinander verknüpft und die gesamte Linie und der gesamte Prozess erforderten besonders lange Arbeitszeiten, was extrem hohe Anforderungen an die Risikokontrolle stellte.

Darüber hinaus ist die Marserkundungsmission eine große Aufgabe der Luft- und Raumfahrttechnik in meinem Land. Es gibt Hunderte beteiligter Forschungseinheiten, mehrere parallel laufende Forschungslinien, mehrere parallel voranschreitende Standorte und mehrere parallel laufende staatliche Prozesse. Die Verbindungsbeziehungen sind äußerst komplex, das Koordinationsmanagement und die Ressourcengarantie sind äußerst schwierig und es ist äußerst schwierig, den Fortschritt und die Qualitätsrisiken zu koordinieren und zu kontrollieren.

„Doch gerade durch Druck kann technologischer Fortschritt erreicht werden“, sagte Sun Zezhou. Zu diesem Zweck zeigte das Forschungs- und Entwicklungsteam den Geist nationaler Zusammenarbeit, plante sorgfältig und setzte den Plan präzise um. Alle Systeme der Sonde und alle beteiligten Forschungs- und Testmitarbeiter führten ihre Arbeit gemäß den Anforderungen „hohe Qualität, hohe Effizienz und hoher Nutzen“ aus, um den reibungslosen Ablauf der ersten Marserkundungsmission meines Landes zu gewährleisten.

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