天問一號成功著陸不簡單  問天之路背後有78台發動機近5億公里295天全程護航

今日（5月15日）7時18分，中國首次火星探測任務天問一號探測器在火星烏托邦平原南部預選著陸區著陸，在火星上首次留下中國印記，成為國家航天事業發展的重要里程碑。之後，祝融號火星車將依次開展對著陸點全局成像、自檢駛離著陸平台並開展巡視探測。

內地傳媒採訪了中國航天科技集團六院，詳細深入介紹他們交付的78台各型發動機，如何推舉長征五號遙四運載火箭，助力「天問一號」探測器成功著陸於火星烏托邦平原南部預選著陸區，整個過程相當不容易，風險、難度都非常之高。

「天問一號」模擬圖。

2020年7月23日，在文昌航天發射場由長征五號遙四運載火箭發射升空，成功進入預定軌道，邁出中國自主開展行星探測的第一步，經歷四次軌道中途修正，按計劃實施火星捕獲，順利進行繞火飛行，傳回首幅火星圖像，成功進入火星停泊軌道……經過漫長的飛行與發動機的數次點火，天問一號探測器至今已在浩瀚星空中飛行295天。

「天問一號」採用的是由液體火箭發動機提供反推力的方式來實施最後的減速，此方法已在嫦娥三、四、五號探測器落月過程中連續三次成功實施，火星著陸巡視器7500N變推力發動機正是落月用變推力發動機的2.0版——為了滿足火星探測器安裝結構要求和減重需求，並提升發動機性能，研製團隊首次在我國開展深空探測的航天器上將推進分系統發動機燃燒室從以往的低室壓方案改進為中室壓方案，從而保證了相同推力情況下，發動機體積更小、性能更高。加上不斷創新和優化生產工藝，有效實現了推進分系統的輕質化需求。

應對高風險 成功實施繞火飛行

要想成功飛向火星，搭載火星探測器的運載火箭必須達到第二宇宙速度，方能助力探測器脫離地球引力，踏上神秘的探火之旅。

在長征五號遙四運載火箭上，配置了由航天科技集團六院研制生產的新一代綠色無污染的8台120噸級液氧煤油發動機、2台50噸級氫氧發動機、2台9噸級膨脹循環發動機及18台作為輔助動力的姿控發動機。這30台四型發動機，將我國運載火箭的近地軌道運載能力，從9噸提升至25噸，從而實現火箭的一飛沖天，為天問一號探測器向著火星的漫漫星途提供強勁可靠的動力保障。

天問一號探測器成功開始繞火星飛行。

在經歷近7個月的奔火旅程後，天問一號探測器成功開始繞火星飛行，從它發回的飛行視頻中，火星大氣、火星表面的環形地貌清晰可見。

繞火星飛行，是我國第一次火星探測三步走任務「繞、著、巡」中的第一步，也是整個火星探測任務中技術風險最高、技術難度最大的環節之一。

超過4.75億公里的飛行距離里，天問一號始終以太陽為中心飛行，力保在探測器到達火星軌道時，火星也剛好達到，從而實現被火星捕獲，成為圍繞火星飛行的一顆衛星。

只有實現這個前提才能完成後續探測器進入到著陸前的停泊軌道、實施著陸和開展火星表面工作等一系列關鍵動作。這一過程，也可以理解為一輛行駛在高速公路上的汽車即將尋找一個準確的時機進入匝道，這要求對它當前位置作出精準的測量，並保證能夠穩、准、狠地踩下剎車。

由六院研製生產的3000N軌控發動機就是肩負著近火制動任務的關鍵。

這是一個一次性不可逆的過程，如果一旦發動機未能點火，或是點火姿態出現問題，將會導致整個任務的失敗。

由六院研製生產的3000N軌控發動機就是肩負著近火制動任務的關鍵。要確保在15分鐘左右的時間里，把探測器與火星的相對速度從每秒5.1公里降低到每秒4.5公里，這要求發動機不僅要快速點火啓動，還要保證在額定點長時間連續穩定工作。

在探火之旅的整個過程中，六院為我國深空探測任務專門研制的3000N軌控發動機承擔著三項任務，一是地球轉移到火星過程中的姿態修正，二是在接近火星時的「剎車制動」，三是在火星附近的軌道調整。

該型發動機從2010年立項到2016年定型，經歷了多項考核，充分驗證了各項關鍵技術，具有高比衝、多次起動、長壽命、環境適應性良好等優點。

突破高難度 順利實現安全著陸

相較之前的探月任務有所不同，火星表面存在以二氧化碳為主要成分的稀薄大氣，會在發動機下降過程中帶來摩擦生熱等問題。因此探測器著陸方式也從之前月球真空環境下的變推力發動機反推著陸，改變為降落傘和變推力發動機共同作用。

著陸方式和月球真空環境下完全不同。

六院研制團隊還對變推力發動機表面的塗層材料做了改進，以更好地適應100m/s的火星大氣來流對發動機塗層的衝刷等影響。用綠色、先進、可靠的液體動力技術，護送祝融號火星車安全踏上火星地表。

在天問一號探測器上，六院研制交付了著陸巡視器和環繞器的推進分系統，共計48台大大小小的發動機。它們分別為著陸器著陸過程懸停、避障及緩速下降過程提供了可靠動力，為環繞器系統提供軌道轉移、制動捕獲、軌道調整以及姿態控制所需的精准動力。

當進入合適的著陸時機，天問一號在3000N發動機作用下，下降到距離火星100km的高度，實現環繞器和著陸器分離。

為使著陸巡視器降低運行速度達到著陸要求，作為著陸巡視器主發動機的7500N變推力發動機接續發揮關鍵作用，為著陸巡視器動力減速、懸停避障和緩速下降等軟著陸任務提供軌控推力。

要根據火星探測任務全新設計製造發動機。

 該型發動機是六院研制團隊在借鑒探月任務中7500N變推力發動機工程經驗基礎上，根據火星探測任務全新設計製造的發動機。並且相較之前探月任務中同樣推力的7500N發動機，為了滿足火星探測器安裝結構要求和減重需求，並提升發動機性能，研制團隊首次在我國開展深空探測的航天器上將推進分系統發動機燃燒室從以往的低室壓方案改進為中室壓方案，從而保證了相同推力情況下，發動機體積更小、性能更高。

製造過程中，改進型7500N變推力發動機與以往7500N發動機的性能和推力一樣，但重量和體積只有以前發動機的三分之一，結構也更加優化、緊湊。發動機的對接法蘭框還首次採用3D打印技術，「一次打印成型」避免大餘量去除原實心棒材或鍛件引起的變形，也保證了發動機與總體對接的質量穩定性。

與此同時，環繞器在3000N發動機作用下，高度開始抬升，回到環火軌道，對火星全球環繞探測，持續為火星表面探測和地球的通信擔當中繼衛星。

在此過程中，兩器推進分系統中的小姿控發動機，也起到了不可替代的作用，與上述兩型發動機一起，成就了探測器環火和著陸時精准的身姿。

實施新技術 圓滿完成巡火任務

時延，是人類進行深空探索面臨的共同難題。與嫦娥三號探測器類似，「天問一號」在降落過程中有降速、懸停、緩速下降等動作，對發動機實時響應能力要求很高。但此前嫦娥探月時，時延只有一兩秒，感覺並不明顯，大多數時候地面仍可以直接控制探測器的動作。

然而當天問一號到達火星時，探測器狀態信號需要在宇宙空間里跑30分鐘左右才能到達地球,地面上的操控人員即使能實時作出判斷回復，到達探測器時又已經過去了30分鐘，早就錯過了合適的動作時機。

因此，在推進分系統的前期設計中，六院研制團隊使用了自主管理系統，讓探測器自己判斷突發情況自己採取行動化解，實現當判斷動作時機到來時，天問一號能夠自動執行任務。

團隊為推進分系統開展了發動機故障自主切換冗余設計、配置了制導導航和控制系統等保障。

 按照計劃，近火捕獲開始15分鐘後發動機點火就會結束，但因為飛行的軌道設計，發動機點火開始後沒多久，天問一號就飛到了火星背面的「星掩區」，火星的遮擋完全中斷了探測器和地球之間的通信。為實現自主管理，確保任務順利完成，六院研制團隊開展頭腦風暴，分別為環繞器和著陸巡視器設想了10余種自主管理方案和故障預案，比如發動機貯箱欠壓、超壓等。為推進分系統開展了發動機故障自主切換冗余設計、配置了制導導航和控制系統等保障。

除此之外，推進劑加注歷來是航天器在發射場工作的重中之重。火星探測器加注是金屬膜片貯箱和表面張力貯箱在一次任務中同時加注，也是兩個疊加的航天器一次性實施加註，因貯箱結構不同，加注方案差異很大，加注量精度和加註均衡性要求高，加注時間漫長，整個過程需要8個晝夜，技術難點大，也是國內首次正式實施的高難度高風險加注任務。

航天科技集團六院院長王萬軍表示，「10個月的時間，六院人的心一直與天問一號一起在深空飛翔，始終牽掛她的安危，如今成功實現火星軟著陸，充分驗證了我院研制的78台發動機的性能，這為我們完成後續任務增添了信心。」

毛拍手

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

中國低空經濟發展催生新崗位，據測算，無人機操控員這一職業就業人才缺口高達100萬人。

民航局發布的《民用無人駕駛航空器操控員和雲系統數據統計報告》顯示，截至2023年末，國內擁有無人機操控員執照有19.44萬人，其中1987年~2002年出生的無人機操控員均超過5000人——換言之目前該領域主力軍為22~37歲的青年人，占比約57%。

無人機「飛手」成為外賣騎手轉換工作新方向，但也有從業人員現身說法，「飛手」需要全方位發展，「絕不能單單只會飛」。

「飛手」需全面發展，月薪可過萬

高壓輸電綫路長期暴露於室外，容易因氣候變化出現各種問題。傳統電力巡檢主要依靠人工巡視，需要工作人員爬上電綫架逐一檢查。隨著無人機電力巡檢投入使用，電路巡檢變得安全、方便、快捷。

據內地《時代財經》，今年25歲的劉波（化名）畢業於江蘇南京一所專科學校的無人機專業。劉波選專業之初僅因為覺得「挺新穎」，並不清楚無人機到底是什麽。但如今，他已有六年無人機電力巡檢經驗。

劉波的日常工作主要是操控無人機對高壓電塔或綫路進行拍照，然後將其交給內頁檢查，如果發現拍攝到的綫路與電塔有缺陷，則做出缺陷報告發給電力公司，再由電力公司派專人檢修。

劉波的作業場景既有人烟稀少的農村，又有人口密集的城市區域，甚至還有監獄、高鐵等等。只要有高壓電塔、輸配電綫路的地方他就有可能出現。

劉波認為，這份職業重要的是膽大心細，在很多意外事件上要快速冷靜下來思考應對决策。

這6年，他遇到過無人機的槳斷了、電池沒電等突發情况，但印象最深的還是實習時一次挨駡的經歷。

「當時有一條綫路突然跳閘，需要緊急搶修，就臨時把我派過去。我當時還是實習生，也第一次遇到這種情况，技術還沒到位，不知道如何在不撞到電綫的前提下在電塔內側飛。而且那天我還忘了帶讀卡器，沒法把圖片傳給後方人員，為此還挨了20多年來最嚴重的一頓駡。」回憶起這個經歷，劉波依舊心有餘悸。

薪資方面，這幾年間劉波在華東區域的徐州、南京、淮安等地工作過，從他曾任職的電力巡檢工種平均工資來看，基本月薪在6000元（人民幣，下同）左右，只有遇到較好的公司、較好的項目下收入才會有較大增長，「收入最高那個月，工資連同獎金及項目費用一共是一萬九」，他說。

但劉波也指出，在電力巡檢這一細分領域，月薪六千已經是「天花板」了，「這也與城市相關，我所在的城市是一個三綫小城，對年輕人而言機會太少了。」

而且，儘管同是無人機，但從電力巡檢跨越到測繪、航拍、植保等場景時，仍要補充學習相關的知識，並不能一勞永逸，上手也需要一定的時間。鑒於此，劉波已經打算日後往無人機銷售方向發展，「銷售産品或者銷售服務都行，銷售見識的人會更多，前景會更廣闊」。

而位於廣東佛山的無人機培訓教練孫樂（化名）則認為，儘管無人機操控員的入門門檻並不高，但它的上限比較高，如果技術過硬，月入過萬是較為輕鬆的事情，「但如果是剛進入行業，類似實習生的話，月收入基本在4000~6000元。」

孫樂過往在部隊學習的就是無人機操作，轉業後他自2014年底正式涉足無人機行業，曾先後做過無人機電力巡檢、考古航拍、應急救援等工作。

孫樂對《時代財經》表示，當下無人機操控員需要全方位、多領域地發展，絕不能單單只會飛。「在我的理解中，我將無人機看成了一個平台，我們賦予這個平台各種各樣的功能，如應急救援、航拍測繪等……不能僅僅會飛，還要兼顧學習非常多專業知識，需要飛手全方位發展。」

而這也需要培訓機構的助力，孫樂認為，當前市面上大多數無人機教培機構僅著眼於考證，做「快培」，在當下低空經濟迅猛發展時，很多人會「半路出家」涌入行業，但他們可能並沒有深入瞭解無人機行業與相關基礎知識就拿到證書畢業，那會令他們後續發展受限。

從業十年來，孫樂參與並見證了低空經濟的快速發展，從開始的僅服務於設計院、公安、交通、消防等特定工作，到現在幾乎所有提供社會服務的相關市政單位，烟草人防、測繪公司、水利公司等都用起了無人機，「對我們來說，考試人數越來越多，教學量逐月增加，培訓內容一直在豐富」，這也讓孫樂對行業前景充滿了信心。

孫樂表示：「我們也希望通過多個體系，如系統工程師體系、行業技能，以及無人機操飛行操作技術等，形成課程標準去全方位培養學生，這樣他得到的就不單單是一個證書，而是能够接觸學習到各行各業的各種技能，畢業後可以直接從事相關的工作。」

科技企業加碼，騎手轉崗當飛手

除了業內較為常見的工種外，科技互聯網公司也正紛紛研究起如何用無人機助力業務提質增效。

生活服務平台美團早早進軍無人機領域，無人機送外賣在多個城市落地。截至2024年6月底，美團無人機已經在深圳、上海、廣州等城市開通31條航綫，並累計完成訂單超30萬單，即時零售配送服務覆蓋了辦公、社區、景區、市政公園、校園、圖書館等多種場景。

位於深圳某景區內的美團無人機裝置。《時代財經》圖片

根據美團向《時代財經》提供的資料，目前美團無人機的飛手崗位主要包括視距飛手和測試飛手，二者相加團隊規模約為數十人，部分飛手為騎手轉崗。

美團也為這些轉崗騎手，從理論到實操提供系統性培訓，並出資幫助其報考相關資質認證考試。不過，入選名額也較少，2021年美團首批飛手招募時曾有超過1000名騎手報名參與轉崗，最後只篩選最後10位飛手進入該崗位，且後續有人因高强度培訓而退出。

美團飛手羅錫坤就曾透露，在飛手培訓的時間裏他每天大概要9點出門，最後5點到家，如果課程學得好才會再跑幾小時外賣作為當時唯一的收入來源。堅持學習、培訓的他最後成為全班一次考試就全部通過、第一個拿證的人。

「轉型飛手後，我感覺工作的環境發生了巨大的變化，以前就是要不斷地跑或動手幹，而做了飛手，除了動手實操，還需要我不斷地思考和學習，不然就會跟不上工作需要的變化。」據羅錫坤回憶，在轉型飛手後，看書就成了生活的新常態，並且每周還要拿出時間研習過往飛行案例，總結經驗，「工作對我們的要求也是寧可慢，但要穩。一點錯都不能有。」

過往騎手的經歷，也讓他熟知深圳的大街小巷，他對哪裏信號好、哪裏敏感區少都比較清楚，能提升無人機航綫信息採集效率；另外，過往接觸客人多，也更熟悉傳統大配送模式下未被滿足的新需求，這些都能在無人機新航綫開設時幫助他提供獨到想法。

快遞運輸企業順豐旗下的豐翼科技，也早早推動物流無人機發展，其定位於以閉環系統推動物流乃至全産業的無人化、智慧化，目前已延展至快遞、醫療、巡檢等賽道，實現雪域、高原、平原、丘陵、群島全地形覆蓋。

豐翼無人機操作員陳浩森指出，其一開始對無人機僅為愛好，但後續深入瞭解後發現國家對發展低空經濟非常重視，遂選擇了這個賽道作為職業，其日常工作包括每日任務前進行航前檢查，任務飛行過程中時刻關注無人機的各種參數，並進行航後檢查和工作彙報總結。

「目前無人機行業相關的規章制度還不算完善，現在無人機操控員的門檻還不算高，中大型無人機相對於小型無人機來說更注重安全性，對操控員的操作門檻也會更高。」陳浩森還指出，未來隨著技能、知識及經驗的不斷提升，無人機操控員還可以往無人機裝調工程師、無人機測試工程師、無人機教練員、無人機講師等崗位晋升。