安徽“黑科技”将绘“火星图” 中国电科38所研制的探测雷达为“天问一号”加装一双“透视眼”
昨天，“天问一号”探测器开启奔向火星的旅程。新安晚报、安徽网、大皖客户端记者了解到，包括环绕器次表层探测雷达等一系列“黑科技”装备也在飞赴火星途中，而这款雷达正是位于合肥的中国电科38所研制的。在未来两三年甚至更长的时间里，它将“踏遍”火星的大部分角落，了解火星次表层下的物质构成。在进行科学研究的同时，它还将为火星绘制出一幅“全球地图”。
为火星探测加装一双“透视眼”
记者了解到，此次火星探测任务将同时实现“绕、落、巡”三个目标，“天问一号”上共搭载了7个火星探测设备，可环绕火星运转并对火星进行探测。中国电科38所负责研发的环绕器次表层探测雷达就属于7个火星探测设备之一，相当于为“天问一号”加装了一双“透视眼”。
昨天，环绕器次表层探测雷达总设计师范明意向记者介绍，这款雷达利用低频段雷达的介质穿透特性，在高速环绕的卫星平台上，向火星发射低频率电磁波，穿透到次表层内部，利用回波特性分析次表层分层结构，并推算其物质组成。
目前，该款雷达可以实现对火星次表层10米以下的分层精度探测，其中对次表层土壤的穿透深度可达数百米，对冰层可达数千米。同时，采用星上实时处理技术降低数据量，实现星际超远距离数据传输。因技术先进，它引起国内外相关科学家的广泛关注。
“了解到火星上哪里有土壤、干冰或者水冰，而后者是人类生存的必备条件。”范明意说。这样一来，就可以了解火星次表面的物质机构分布，为火星绘制出一个“全球地图”来。
搞清楚火星上的高地、河谷，不仅是科学研究的需要。“现在有一种说法，火星的环境与地球相近，未来有可能开发为人类第二居住地。”范明意表示，未来想要开发火星、移民火星，像这些最基础的环境问题，就需要通过现在的探测来进行研究。
计划明年5月份前后正式开工
按照计划，“天问一号”探测器将由火箭送入地火转移轨道，飞行约7个月后抵达火星。
环绕器次表层探测雷达型号副总指挥郐吉野介绍，23日下午3点左右，雷达搭载的甚低频天线就已经展开，探测从地球向火星轨道转移过程中的电磁信号，用于科学研究，这也让研制人员连日来紧张的心放了下来。
不过，以上只是探测雷达的附加任务，针对火星次表层探测的重中之重，将由搭载的剩下4根雷达天线来完成，它们将在明年5月份前后环绕器抵达任务轨道之后正式开展工作。
据范明意介绍，探测雷达的设计寿命为一个火星年，火星公转周期是687天，换算到地球上就是不到两年的时间。也就是说，探测雷达将在火星上工作到2023年。“在这期间，雷达的探测范围可以覆盖火星上大部分的区域，然后把搜集到的数据传回来。”
不仅如此，火星离地球最远可达4亿公里，而地球到月球是38万公里，因此这款雷达也将成为到距离地球最远的深空执行任务的雷达设备。研制人员担心其因为通讯困难，在运行过程中出现短暂“失联”的情况，还为它提前植入“自主策略”。“如果出现状况，它还会继续完成任务，或者停下来等待。”范明意说。
攻坚克难4年啃下“硬骨头”
为了能让这款专门为火星量身打造的“透视眼”发挥作用，中国电科38所科研人员在测试、实验以及工程研制等领域都面临着前所未有的考验。由于火星发射具有窗口时间限制，自2016年初接到项目研制任务后，他们就在不断攻坚克难，一口一口地啃下了这块“硬骨头”。
环绕器次表层探测雷达结构总师张义军介绍，探测雷达是通过长征五号运载火箭运送上天的，而雷达本身的重量按照科学要求只能有20多公斤，在遭遇强冲击之下还能够正常工作，需要加强结构创新和设计。此外，火星上的温度可达零下180度，对雷达的工程研制也极具挑战。不过，这些困难最终被一一克服。
范明意说，随着“天问一号”奔赴火星，目前这款雷达的初步任务已经完成，期待后续能够取得更多更好的成绩。
骆先洋新安晚报安徽网大皖客户端记者陈牧
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