图为火星探测器着陆火星表面仿照图（5月15日摄）。
新华社 金立旺摄

5月15日，“天问一号”在火星着陆。
着陆前，“天问一号”经历了“胆怯9分钟”：着陆器高速进入火星大气层，与大气层摩擦后，着陆器表面温度急剧升高，如同一颗流星经历高温灼烤。

着陆防热技能是担保探测器安全着陆的关键，直接关系任务成败。
作为这次“天问一号”着陆器防热技能的紧张研制单位，中国运载火箭技能研究院航资质料及工艺研究所研究员梁馨见告，火星大气中二氧化碳占95%，氮气占3%。
经历高温灼烤的着陆器，在有别于地球大气的环境下，将发生更加繁芜的物理化学反应，着陆环境更加严苛。
航资质料及工艺研究所相机行事地设计研制了三种材料，协同作战守护“天问一号”安全着陆火星。

超轻质蜂窝增强烧蚀防热材料密度更低防热效率更高

蜂窝增强轻质烧蚀防热材料是空间翱翔器防热的一员“老将”。
“神舟”号载人飞船、月地高速再入返回翱翔器、“嫦娥五号”月球探测器中，蜂窝增强轻质烧蚀防热材料都发挥了热防护的关键浸染。

这次火星探测器上采取的是经配方优化设计的新型超轻质蜂窝增强烧蚀防热材料。

与“前辈”比较，此材料密度更低、防热效率更高，并且可以根据承受的气动载荷分布进行变厚度优化设计，在担保探测器拐角部位能够耐受更严苛的气动载荷的情形下，让全体构造的材料更加轻质化。
同时，探测器大底构造具有非常好的整体性，确保在奔向火星过程中，纵然承受高低温交变，也能担保构造的可靠性。

该材料密度约为0.36克/立方厘米，每平方米可承受1.5兆瓦的热流环境，可耐受火星大气以CO2为主的分外气氛气动加热。
探测器大底构造的直径达到3.4米旁边，包括约70000个蜂窝格子，团队采取整体成型工艺，确保了在如此多的蜂窝格子中材料一次性贯注到位。

连续纤维增强中密度防热材料兼顾耐烧蚀和承载能力

由于火星间隔地球较远，为使运载火箭推送得更远，“天问一号”不能过重，须要尽可能“压榨”防热构造及材料重量。
除了超轻质蜂窝增强低密度烧蚀防热材料，团队还研制了连续纤维增强中密度防热构造一体化材料，既能知足构造哀求，又具备轻质特点。

该材料紧张用于探测器大底及背罩防热构造的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件，比较较低密度材料，其强度更高，密度约为0.9克/立方厘米，兼顾了耐烧蚀和承载能力。
该材料利用了三元长纤维组成的SPQ纤维布增强体系，并将轻质填料引入到连续纤维增强的预浸估中，实现了对传统连续纤维增强烧蚀防热材料的轻质化。

超轻质烧蚀防热涂层材料隔热性能优秀

与探测器大底直面火星大气冲刷不同，背罩构造在着陆器侧面，受到的热流相对更低，因此，二者在防热上哀求不同。
对此，航资质料及工艺研究所研制出超低密度防热涂层材料，密度仅为0.28克/立方厘米旁边，热导率低至约0.06瓦每米开，不仅隔热性能优秀，也能给着陆器减重。

不仅如此，团队经由攻关，办理了防热涂料传输技能难题，利用喷涂机器臂，实现了背罩构造表面超低密度防热涂层材料的机器臂施工，办理了手工施工均匀性差的问题，提高了涂层的施工质量和效率。

梁馨同时表示，探测器飞向火星的韶光长达8个月，由于轨道以及间隔太阳远近的变革，防热材料还要承受极低的温度以及高低温度循环交变，“冰火两重天”很随意马虎导致材料涌现开裂、脱落等灾害性问题。
研发团队通过工程打算、数值仿照及必要的地面试验等方法，终极确保这三种材料能够在茫茫太空中“协同作战”，为探测器安全抵达、顺利着陆保驾护航。