合肥科学岛研制“嫦娥钢”保障“天问一号”成功着陆火星

人民网合肥5月15日电（杨赛君）历经近百天的环火绕行探测后，我国自主研制的火星探测器“天问一号”成功着陆于火星北半球乌托邦平原，“祝融号”巡视器与着陆架完成分离后，将对火星表面重点区域进行巡视勘察。由中国科学院合肥物质科学研究院研制的新一代“嫦娥钢”为“天问一号”着陆缓冲机构设计及探测器成功软着陆做出重要贡献。

火星探测器及拉杆、限力杆外观图。合肥科学岛供图

迄今为止，人类已经发射了50多个火星探测器，只有18次成功登陆，其探测难度远高于月球、金星等地外天体。据有关资料，火星着陆过程需从约2万km/h减速至零，相继经历气动减速、伞系减速，在距离火星表面约100米时，进入悬停阶段，然后着陆巡视器需在着陆缓冲机构保护下，抵达火星表面。整个过程持续时间仅约为九分钟，而通信信号由火星传到地球至少要十几分钟，无法实时监控，巡视器需在陨石、沙尘暴等恶劣环境威胁下自主完成一系列复杂降落动作，因该着陆过程异常复杂、危险，被称为“恐怖九分钟”。

为保障“天问一号”顺利渡过“恐怖九分钟”，成功着陆于火星表面，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所（以下简称“固体所”）在前期探月工程任务基础上，研发出新一代“嫦娥钢”，通过精细的组织调控和独特的工艺创新，实现了材料成分不变、吸能性显著提高的目标，并开发出着陆缓冲机构用拉杆、限力杆两种缓冲元件，利用该产品突出的强韧性、轻质性和吸能性吸收着陆时的冲击能，为“天问一号”着陆缓冲机构优化设计及其软着陆提供了重要支持。

“嫦娥钢”是固体所根据我国嫦娥探测器月面软着陆需求而研制的一种新材料，具有极高的强韧性和吸能性，其延伸率、强塑积等指标国际领先，已相继保障“嫦娥三号”、“嫦娥四号”任务顺利实施。在火星探测任务中，除沿用缓冲拉杆以外，首次使用限力杆产品取代了部分进口铝蜂窝设计，真正实现了我国深空探测器着陆缓冲系统的完全自主化。 

近年来，固体所研发团队在“嫦娥钢”基础以及应用研究方面做了大量拓展性工作，并取得了重要进展：通过成分优化设计与组织调控，开发出高强韧、高吸能、高耐蚀等系列“嫦娥钢”，并实现了30吨级合金批量冶炼生产；通过材料组织精准调控，研发出满足特定要求的抗坠毁直升机起落架缓冲器产品，并通过了工程验证；开发出基于“嫦娥钢”的新型水运桥梁防撞阻尼结构，成功应用于广东珠海大桥示范工程；基于增材制造及精密铸造技术，研发出高比强、高吸能“嫦娥钢”点阵结构，后续将在载人航天任务中发挥重要作用。