▲2020年7月23日12時(shí)41分，我國(guó)在海南島東北海岸中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭將我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空，飛行2000多秒后，成功將探測(cè)器送入預(yù)定軌道，開(kāi)啟火星探測(cè)之旅，邁出了我國(guó)自主開(kāi)展行星探測(cè)的第一步。新華社記者 才揚(yáng) 攝

　　7月23日12時(shí)41分，我國(guó)首次自主火星探測(cè)任務(wù)探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”，在海南文昌發(fā)射基地順利發(fā)射升空，正式拉開(kāi)了我國(guó)行星探測(cè)的大幕?；鹦翘綔y(cè)，是我國(guó)繼載人航天工程、探月工程之后又一個(gè)重大空間探索項(xiàng)目，中科院上海分院多家單位積極參與，貢獻(xiàn)了科技智慧?！　?/p>

　　VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)為“天問(wèn)一號(hào)”保駕護(hù)航 

　　“天問(wèn)一號(hào)”成功發(fā)射升空后，位于佘山腳下的中科院上海天文臺(tái)VLBI深空探測(cè)指揮控制中心一片忙碌。燈火通明的大廳內(nèi)，測(cè)軌員們一絲不茍盯著電腦屏幕，對(duì)“天問(wèn)一號(hào)”展開(kāi)精密測(cè)定軌。

　　VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)由北京站、上海站、昆明站、烏魯木齊站以及位于上海天文臺(tái)的VLBI數(shù)據(jù)處理中心組成。這個(gè)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡分辨率，相當(dāng)于口徑達(dá)3000多千米的巨大綜合口徑射電望遠(yuǎn)鏡，測(cè)角精度可以達(dá)到百分之幾角秒，甚至更高。

　　“航天探測(cè)器的測(cè)定軌，主要包括測(cè)距、測(cè)速和測(cè)角，VLBI網(wǎng)主要進(jìn)行測(cè)角?！鄙虾Ｌ煳呐_(tái)洪曉瑜研究員介紹說(shuō)，“在任務(wù)執(zhí)行中，各地的VLBI觀測(cè)站開(kāi)展跟蹤觀測(cè)，并將原始觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到VLBI中心。VLBI中心將測(cè)角數(shù)據(jù)處理結(jié)果，第一時(shí)間報(bào)送到北京航天指揮控制中心。北京中心根據(jù)測(cè)角數(shù)據(jù)進(jìn)行定軌和定位，再向VLBI中心發(fā)送跟蹤時(shí)間計(jì)劃和探測(cè)器軌道預(yù)報(bào)參數(shù)等信息，如此循環(huán)跟蹤測(cè)控。同時(shí)，VLBI中心也開(kāi)展定軌和定位工作?！?/p>

　　目前，VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)已成功用于我國(guó)月球探測(cè)器實(shí)時(shí)高精度測(cè)定軌，大幅提高了我國(guó)探測(cè)器測(cè)定軌測(cè)定位能力。在“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)中，VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)組建了一支由133位技術(shù)人員組成的試驗(yàn)隊(duì)，負(fù)責(zé)環(huán)繞器在地火轉(zhuǎn)移段、火星捕獲段、停泊段、離軌著落段、科學(xué)探測(cè)段等各個(gè)飛行段的VLBI測(cè)量和軌道計(jì)算任務(wù)，以及開(kāi)展火星車(chē)的定位實(shí)驗(yàn)。

　　由于火星探測(cè)距離遙遠(yuǎn)，VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)新研發(fā)了數(shù)十臺(tái)套軟件和硬件，如VLBI中心的火星探測(cè)VLBI數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和定軌定位系統(tǒng)，4個(gè)觀測(cè)站的制冷接收機(jī)、前置型數(shù)據(jù)采集終端、基準(zhǔn)信號(hào)鎖相傳輸系統(tǒng)、GNSS接收機(jī)、氫原子鐘、水汽輻射計(jì)等。經(jīng)過(guò)觀測(cè)驗(yàn)證，可進(jìn)一步提高觀測(cè)裝置的測(cè)量精度和可靠性，以及大氣和電離層時(shí)延的改正精度。

　　“天問(wèn)一號(hào)”搭載了上海造的“探測(cè)神器” 

　　為探尋火星上的科學(xué)之謎，“天問(wèn)一號(hào)”上搭載眾多“探測(cè)神器”。其中包括中科院上海技物所研制的火星表面成分探測(cè)儀、火星礦物光譜分析儀，用于測(cè)量火星表面巖石成分?；鹦潜砻娉煞痔綔y(cè)儀中的激光器由上海光機(jī)所研制。

　　據(jù)中科院上海技物所副所長(zhǎng)舒嶸研究員介紹，火星表面成分探測(cè)儀是火星車(chē)上的主要有效載荷之一?；鹦擒?chē)在火星表面軟著陸后，將開(kāi)展火星漫步。該儀器可探測(cè)火星表面物質(zhì)反射太陽(yáng)光的輻射信息，還可向2－5米內(nèi)的目標(biāo)主動(dòng)發(fā)射激光，使其局部氣化產(chǎn)生等離子體，通過(guò)測(cè)量其釋放出的原子發(fā)射光譜，獲取物質(zhì)元素的成分和含量。這對(duì)研究火星的形成、地質(zhì)的長(zhǎng)期演變過(guò)程等具有重要科學(xué)意義。

　　火星礦物光譜分析儀則搭載在火星環(huán)繞器上。在環(huán)繞器對(duì)火星開(kāi)展科學(xué)遙感探測(cè)期間，該儀器可在近火段800km以下軌道，通過(guò)推帚式成像、多元實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)融合的總體技術(shù)，獲取火星表面的地貌圖像與相應(yīng)位置的光譜信息，為探測(cè)火星表面元素與礦物成分等提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

　　給“天問(wèn)一號(hào)”儀器設(shè)備穿上“智能外衣” 

　　航天器進(jìn)入太空軌道后，處于地球大氣層以外的超高真空空間環(huán)境，朝向太陽(yáng)的表面溫度非常熱，而背向太陽(yáng)的表面則非常冷。為了保證儀器設(shè)備表面溫度處于正常工作狀態(tài)，需要在航天器外表面，使用不同的太陽(yáng)吸收率和熱輻射率的涂層，來(lái)調(diào)節(jié)其熱平衡溫度。

　　中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所是我國(guó)系統(tǒng)研制有機(jī)熱控涂層的唯一單位。自上個(gè)世紀(jì)六十年代以來(lái)，該所已研制出幾十種不同用途的有機(jī)熱控涂層，就像能調(diào)控溫度的衣服一樣，“穿”在航天器和儀器的外表面?！疤靻?wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器上一些儀器設(shè)備，都穿上了這種“智能外衣”。

　　在“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)中，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所也承擔(dān)了耐高溫多層隔熱材料等多種關(guān)鍵材料的研制，參與火星巡視器太陽(yáng)帆板除塵的前期工作，為火星用關(guān)鍵材料開(kāi)展空間環(huán)境適應(yīng)性考核試驗(yàn)，以確保關(guān)鍵材料在型號(hào)上的可靠應(yīng)用