光明日报记者詹媛

田文一号进入火星大气层后，在距离火星表面约7公里的高度，航天科工二十五院研制的相控阵传感器开始工作，不断提供相对于火星表面各个方向的距离和速度数据，用于控制飞船减速、悬停和软着陆，直至着陆巡视器在距离火星表面约5米处着陆。

相控阵传感器安装在火星着陆巡视器进入舱的着陆平台下，作用范围十几公里。可谓是火星探测器的“千里眼”。它与其他不同原理的测量传感器一起，紧密配合，“接力”飞船安全着陆。

据相控阵传感器总工程师孙武介绍，这是我国首次将相控阵雷达应用于地外天体着陆勘测。与以往的载人航天工程不同，火星距离地球很远，通信有十分钟的时间延迟，无法控制在地球上的着陆过程，所以着陆巡视器必须独立完成这段旅程，对传感器的要求极其苛刻。

“与国内外现有的着陆雷达相比，相控阵系统的雷达天线由多个辐射单元组成，就像生物学中蜻蜓的复眼一样，具有波束扫描快、指向灵活、目标容量大、抗干扰能力强等特点。”孙武详细介绍了新系统传感器的技术优势。

"25.研制的相控阵传感器可以在九个预设方向上任意快速切换。通过软件定义，可以在每个测量周期内实时选择4个最优方向测量距离和速度信息，从而快速修正航天器的姿态测量误差，准确找到火星水平面，保证着陆器的精确方向控制。”

此外，火星上还经常发生严重的沙尘暴。当田文1号接近火星表面时，飞船发动机的喷流也会搅动地面的灰尘和碎石，影响探测传感器。

“微波信号系统在应对这种环境方面有比较优势，”孙武说。“我们针对火星环境对产品进行了全面优化，在沙漠戈壁通过直升机气流模拟测试沙尘暴天气下的工作状态，确保测量的可靠性。”

这次使用的相控阵传感器更加小型化，重量更轻。“相当于用一套设备完成九套传统设备的功能。”相控阵传感器的设计者贾说，“这意味着航天器可以携带更多的科学载荷和燃料，完成更多的探索任务。”

如何接收和处理各种令人惊叹的科学探测信号？这有赖于国家天文台和地面接收站建设的火星探测地面应用系统。接收站就像一只“眼睛”，仰望银河，接收信号；天文台就像一个“大脑”，负责调度任务和处理信号。火星上的图像、光谱和磁场强度信号被接收并转换成可以在地球上显示的图片和波形。

正是中国航天科工三院304所软件评测团队，保证了这个地面应用系统的正常运行，为它做“体检”。

为了充分模拟多任务并发信号接收和处理，团队在现有测试平台搭建和模拟数据模拟经验的基础上，用各种方法轮流“测试”系统，软件中隐藏的漏洞不可避免。据相关人员介绍，在之前的“体检”中，陆续发现了100多个软件问题和隐患，在问题暴露之前，维护了地面应用系统的“质量控制”。

《光明日报》(2021年05月16日04版)

来源:光明。com-光明日报