人民網(wǎng)合肥5月15日電（楊賽君）歷經(jīng)近百天的環(huán)火繞行探測后，我國自主研制的火星探測器“天問一號”成功著陸于火星北半球烏托邦平原，“祝融號”巡視器與著陸架完成分離后，將對火星表面重點區(qū)域進(jìn)行巡視勘察。由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制的新一代“嫦娥鋼”為“天問一號”著陸緩沖機構(gòu)設(shè)計及探測器成功軟著陸做出重要貢獻(xiàn)。

火星探測器及拉桿、限力桿外觀圖。合肥科學(xué)島供圖

迄今為止，人類已經(jīng)發(fā)射了50多個火星探測器，只有18次成功登陸，其探測難度遠(yuǎn)高于月球、金星等地外天體。據(jù)有關(guān)資料，火星著陸過程需從約2萬km/h減速至零，相繼經(jīng)歷氣動減速、傘系減速，在距離火星表面約100米時，進(jìn)入懸停階段，然后著陸巡視器需在著陸緩沖機構(gòu)保護(hù)下，抵達(dá)火星表面。整個過程持續(xù)時間僅約為九分鐘，而通信信號由火星傳到地球至少要十幾分鐘，無法實時監(jiān)控，巡視器需在隕石、沙塵暴等惡劣環(huán)境威脅下自主完成一系列復(fù)雜降落動作，因該著陸過程異常復(fù)雜、危險，被稱為“恐怖九分鐘”。

為保障“天問一號”順利渡過“恐怖九分鐘”，成功著陸于火星表面，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所（以下簡稱“固體所”）在前期探月工程任務(wù)基礎(chǔ)上，研發(fā)出新一代“嫦娥鋼”，通過精細(xì)的組織調(diào)控和獨特的工藝創(chuàng)新，實現(xiàn)了材料成分不變、吸能性顯著提高的目標(biāo)，并開發(fā)出著陸緩沖機構(gòu)用拉桿、限力桿兩種緩沖元件，利用該產(chǎn)品突出的強韌性、輕質(zhì)性和吸能性吸收著陸時的沖擊能，為“天問一號”著陸緩沖機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及其軟著陸提供了重要支持。

“嫦娥鋼”是固體所根據(jù)我國嫦娥探測器月面軟著陸需求而研制的一種新材料，具有極高的強韌性和吸能性，其延伸率、強塑積等指標(biāo)國際領(lǐng)先，已相繼保障“嫦娥三號”、“嫦娥四號”任務(wù)順利實施。在火星探測任務(wù)中，除沿用緩沖拉桿以外，首次使用限力桿產(chǎn)品取代了部分進(jìn)口鋁蜂窩設(shè)計，真正實現(xiàn)了我國深空探測器著陸緩沖系統(tǒng)的完全自主化。 

近年來，固體所研發(fā)團隊在“嫦娥鋼”基礎(chǔ)以及應(yīng)用研究方面做了大量拓展性工作，并取得了重要進(jìn)展：通過成分優(yōu)化設(shè)計與組織調(diào)控，開發(fā)出高強韌、高吸能、高耐蝕等系列“嫦娥鋼”，并實現(xiàn)了30噸級合金批量冶煉生產(chǎn)；通過材料組織精準(zhǔn)調(diào)控，研發(fā)出滿足特定要求的抗墜毀直升機起落架緩沖器產(chǎn)品，并通過了工程驗證；開發(fā)出基于“嫦娥鋼”的新型水運橋梁防撞阻尼結(jié)構(gòu)，成功應(yīng)用于廣東珠海大橋示范工程；基于增材制造及精密鑄造技術(shù)，研發(fā)出高比強、高吸能“嫦娥鋼”點陣結(jié)構(gòu)，后續(xù)將在載人航天任務(wù)中發(fā)揮重要作用。