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        “天問一號”的“黑匣子”有多牛?

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        “天問一號”火星應急信標裝置主要用來在高強度沖擊、極寒等極端環境下展開數據通信保障,被生動地稱為“黑匣子”。那么,這個“黑匣子”的設計原理是什么,又是如何做到具備超高的沖擊防護能力的呢?聽聽“天問一號”火星應急信標裝置副總設計師怎么說吧!
        精彩觀點
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        王寅

        中國風滿滿的外形與材料選擇有關

        中國風滿滿的外形與材料選擇有關
        信標裝置的外形像一個小小的圓筒,并且呈現一種古色古香的外形和顏色,中國風滿滿。為什么要考慮使用這種顏色?其實這與我們的材料選擇相關。這是一種耐高溫的特殊的復合材料,它的本色就是這樣一種古樸的顏色。我們當時在挑選材料的過程中,主要還是從材料的耐受高溫和保溫的角度來考慮的,而這種材料所呈現出的色澤又恰好體現出了中國元素。
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        王寅

        火星太冷?給信標‘蓋床被子’

        火星太冷?給信標‘蓋床被子’
        信標裝置能夠在極端寒冷的氣候下保障火星與地球之間的通信?;鹦堑沫h境非常特殊,平均溫度在零下70度左右。為了在這樣的條件下保證設備的日常工作,我們采取了一系列的措施。這就和人一樣,人的抗寒能力也是有限的,那么怎么讓我們在寒冷的環境下感到舒適?有兩個辦法,第一個是多穿衣服,多蓋被子,防止熱量的擴散;第二個辦法就是烤火,即主動地從熱源獲取能量。
        信標裝置的設計也是運用了相同的原理。信標既有主動的熱控能力,又通過特殊的材料和工藝減少內部熱量和外界的交換,最終使得信標內部的環境溫度能夠滿足通信的基本要求。
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        王寅

        ‘海綿背心’幫助信標對抗強力沖擊

        ‘海綿背心’幫助信標對抗強力沖擊
        為了對抗在結構和材料選擇方面,信標在結構上采取了多層的、具有不同鋼度和強度的材料進行組合,能夠最大程度地達到防止塑性破壞的效果。我們在裝置的外殼上是采用了鋼度比較大,強度比較大的材料,能夠保證主體結構的完整;在內部的結構上選用的是塑性變形比較大的材料,能夠吸收重擊產生的能量。
        這就好像大家跳到了一個海綿上一樣,海綿能夠產生比較大的變形,因此能把撞擊的能量盡可能吸收,就好像大家從同一個高度跳到水泥地上和跳到海綿上的感覺是不一樣的。那么在水泥地上我想你的腿受到的沖擊會比較大,感覺腿很疼,但是跳到海綿上卻會有很好的放松效果。所以說我們在信標的設計上也有這樣的考慮:采用不同變形系數的材料對沖擊進行吸收,對結構進行保護。
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        王寅

        比飛機‘黑匣子’功能更強大

        比飛機‘黑匣子’功能更強大
        我們的火星信標裝置和我們常常說的飛機“黑匣子”有著一定的區別。首先,飛機上的“黑匣子”實際上是一個數據記錄儀,它的主要功能是把數據完整地記錄和保存下來,同時需要相關人員去主動發現和回收黑匣子并從中讀取數據;而我們的信標裝置與飛機“黑匣子”相比功能更加強大,它具備了主動的通信能力,不需要對它進行回收,設備自身就能夠將關鍵的數據傳輸出去。
        那么第二個區別是,信標裝置具有更強的環境適應能力。信標裝置主要用在航天器上,主要的工作環境是地外的行星或者地外的星球,絕大數的星球都是處于極寒或者是極熱的環境之下的,而普通飛機“黑匣子”的使用環境主要是地球環境,相對來說是比較舒適的。
        王寅
        “天問一號”火星探測器信標項目常務副總設計師
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