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“天问一号”奔向火星，这些高校功不可没！

7月23日12时41分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场成功发射，开启了瑰丽壮美的火星之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。

而在成绩背后，是一代代中国航天人矢志不渝的执着追求，是一支支科研团队并肩携手的顽强奋战。在首次火星探测任务中，高校科研力量是重要参与者。一批高校科学家投身其中，怀凌云志、做务实事，在任务中发挥了重要作用。

中国科学技术大学——火星磁强计

中国科学技术大学作为我国深空探测中首个承担单机级科学载荷任务的高校，独立研制的火星环绕器有效载荷火星磁强计随 “天问一号”成功发射。

据介绍，“天问一号”火星探测器由着陆巡视器和环绕器组成。其中火星环绕器有效载荷火星磁强计的主要功能为获取火星空间磁场环境高精度数据，主要科学探测任务包括全面准确地测量火星空间边界层，探测火星南部局地岩层的剩磁及火星感应磁层，研究近火空间处的行星际等离子体和行星际磁场，同时还会结合其他载荷仪器对火星大气中的粒子逃逸等问题开展研究。

西安交通大学——新型镁锂合金

“天问一号”火星探测器应用了由西安交通大学柴东朗教授及团队研制、与西安四方超轻材料有限公司历经10余年共同开发的世界上目前最轻的金属结构材料——新型镁锂合金。

除“天问一号”的应用之外，柴东朗教授团队研制的新型镁锂合金还在“浦江一号”卫星、首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星中的高分辨率微纳卫星、“通信技术试验卫星三号”等航天器上成功应用。2016年由柴教授牵头起草的《镁锂合金铸锭》（GB/T33141-2016）正式发布，填补了我国镁锂合金材料标准空白，另外还有3种新型的镁锂合金进入镁合金国标《变形镁及镁合金牌号和化学成分》（GB/T5153-2016）。新型镁锂合金的应用突破了我国在相关领域被卡脖子的困境，无以伦比的优势使其在航空航天、兵器军工、电子产品、石油化工、机械仪表、医疗器械、户外器材等军工及民用领域都具有广泛用途。

哈尔滨工业大学——柔性太阳能电池系统

哈尔滨工业大学航天学院冷劲松教授课题组研制的“基于形状记忆聚合物智能复合材料结构的可展开柔性太阳能电池系统”，在国际上首次实现了基于形状记忆聚合物复合材料结构的柔性太阳能电池的在轨可控展开，解决了柔性太阳能电池的地面卷曲锁紧-在轨可控展开-展开后高刚度可承载的难题。这种基于形状记忆聚合物复合材料的智能结构，应用于我国首次火星探测任务“天问-1号”。

本次搭载的“基于形状记忆聚合物智能复合材料结构的可展开柔性太阳能电池系统”主要包括哈工大研制的形状记忆复合材料锁紧释放机构、形状记忆聚合物复合材料可展开梁和上海空间电源研究所研制的柔性太阳能薄膜电池。基于复合材料力学理论和结构精细化设计，形状记忆聚合物复合材料结构可以实现柔性太阳能电池的锁紧、释放和展开，及展开后高刚度可承载等功能。

天津大学——火星探测着陆

天津大学蒋明镜教授团队承担着为我国火星探测器着陆环节“造星”的重任，“火星上的重力只有我们地球的1/3，模拟火星地表地貌形态等环境特征，对于未来探测器在火星重力环境下成功着陆具有重要意义。”

蒋明镜教授的“北洋能源与环境岩土团队”承担了我国火星探测计划中的地面火星地表研制项目。他们的主要任务可以形象地称之为“再造火星表面”，即模拟地表成像区域基础场地、工作区基础场、火星地表特征、模拟火壤着陆试验床、火星表面激光和微波特征等。经过长达两年的艰苦钻研，蒋明镜教授带领团队顺利建造了着陆器着陆点的典型火星地表；模拟了接近火星表面真实形态的火星地表地貌等视觉环境并满足试验器对可见光、雷达和激光的反射要求；为火星验证器携带的火星探测器设备提供类似火星的探测环境等一系列任务。

“着陆器悬停避障是我国火星工程研制进程的重要环节，这次实验圆满成功让我们倍感振奋。”蒋明镜表示，“我们的征程是星辰大海，7个月后火星见。天津大学的‘造星’团队要为中国人深空探测做出‘天大’的贡献！”

西安电子科技大学——图像和数据压缩

西安电子科技大学李云松教授图像传输与处理团队参与了本次火星探测中多个科学载荷的图像和数据压缩任务。

团队研发了环绕器次表层探测雷达原始数据压缩模块，提出了在受限资源情况下可靠压缩软硬件方案，可对数据进行无损压缩、1.5倍-2.5倍有损压缩。团队研发了矿物光谱分析仪图像压缩模块，解决了不同维度光谱像素级有损无损混合压缩问题，在整体带宽受限情况，确保了重点光谱数据无失真编码。团队研发了中分辨率相机和高分辨率相机压缩模块，首次在我国航天器上使用300万门FPGA实现了基于JPEG2000算法的图像压缩和处理功能，相比于现有深空探测卫星遥感图像编码器来说具有最好的图像压缩效率。

青岛科技大学——着陆器自主导航

在这次任务中，青岛科技大学作为山东省唯一一所参与火星探测任务的单位，为“天问一号”探测器精准、安全地着陆提供技术护航。探测器着陆阶段，是整个火星探测任务最为关键的阶段之一，直接决定了探测任务的成功与否。

“利用地表图像进行特征提取跟踪，并进行自主导航是完成火星自主、精确、安全着陆任务要解决的关键技术问题。”青科大的技术实现了让探测器利用地表图像进行特征提取、跟踪，并据此完成着陆段自主视觉导航。这不仅是完成着陆器自主导航的重要手段，也将在很大程度上解决我国行星探测自主、安全、精确着陆任务的关键技术问题。

在他们的研究理论支撑下，探测器在着陆段可以利用光学相机获取火星表面图像，并提取星表特征点、陨石坑、山脊、沟壑等作为导航陆标，通过跟踪这些特征并结合惯性导航信息，可以对自己的位置、速度、姿态等进行估计，从而完成精确着陆。

南京航空航天大学——应急信标装置

南京航空航天大学承担了火星应急信标装置的研制任务，将搭载“天问一号”执行我国首次火星探测任务，也是国内唯一独立承担火星探测器载荷研制任务的高校。尤其值得一提的是，南航航天学院院长叶培建院士是项目的总指挥、总设计师顾问，而南航1988级校友孙泽洲担任火星探测器总设计师。

外形像小筒一样的信标装置样品，重量不过4公斤左右，但是其中的结构相当复杂和精密。“火星探测器的信标装置相当于黑匣子加上信标系统。”火星探测器信标项目主任设计师、南航航天学院张子健副教授介绍，火星探测器包含环绕器、着陆器和巡视器三大部分，而信标装置主要安装在着陆器和巡视器两部分。“这套信标装置，能够保障高强度冲击、极寒等极端环境下的数据通信，还可以记录探测器着陆火星的行动轨道，在国内外都称得上是首创。”

从我国第一代传输型侦察卫星、第一代长寿命实时传输对地观测卫星，到我国第一颗月球探测卫星，再到如今火星探测任务迈出我国行星探测第一步……我国航天事业从无到有、由弱变强，高校科研力量功不可没！

飞向火星只是中国航天一个起点。正如南京航空航天大学航天学院院长叶培建说的：“我们要研制和发射更多、更好、更高水平的卫星，服务中国，乃至全世界，中国的航天员将迈步月球和更远的太空，探测火星、小行星和木星，实现真正意义上的行星际探测，飞向更远、更远！”

新闻综合自：新华日报、央广网科学网、黑龙江日报、半岛网、各高校官网官微等

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