2021年5月15日,，天問一號著陸巡視器與環(huán)繞器實現(xiàn)分離，成功軟著陸于火星表面,，實現(xiàn)了人類航天史上的又一次壯舉,，豎起了中國航天史上又一座激動人心的里程碑。由中國航天科技集團六院研制交付的78臺各型發(fā)動機,，推舉長征五號遙四運載火箭,，助力天問一號探測器,，將液體動力的貢獻貫穿全程。

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。在長征五號遙四運載火箭上,，配置了由六院研制生產的8臺120噸級液氧煤油發(fā)動機,、2臺50噸級氫氧發(fā)動機、2臺9噸級膨脹循環(huán)發(fā)動機及18臺作為輔助動力的姿控發(fā)動機,。這30臺四型發(fā)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(xiàn)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。

在經歷近7個月的奔火旅程后,，天問一號探測器成功開始繞火星飛行,，從它發(fā)回的飛行視頻中，火星大氣,、火星表面的環(huán)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(huán)節(jié)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(xiàn)被火星捕獲,，成為圍繞火星飛行的一顆衛(wèi)星。

只有實現(xiàn)這個前提才能完成后續(xù)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,，并保證能夠穩(wěn)、準,、狠地踩下剎車,。

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

由六院研制生產的3000牛軌控發(fā)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(fā)動機不僅要快速點火啟動，還要保證在額定點長時間連續(xù)穩(wěn)定工作,。

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(fā)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(huán)境下的變推力發(fā)動機反推著陸,，改變?yōu)榻德鋫愫妥兺屏Πl(fā)動機共同作用。

六院研制團隊還對變推力發(fā)動機表面的涂層材料做了改進,，以更好地適應100米/s的火星大氣來流對發(fā)動機涂層的沖刷等影響,。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(huán)繞器的推進分系統(tǒng),，共計48臺大大小小的發(fā)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(huán)繞器系統(tǒng)提供軌道轉移、制動捕獲,、軌道調整以及姿態(tài)控制所需的精準動力,。

當進入合適的著陸時機，天問一號在3000牛發(fā)動機作用下,，下降到距離火星100千米的高度,，實現(xiàn)環(huán)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(fā)動機的7500牛變推力發(fā)動機接續(xù)發(fā)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,。

與此同時,，環(huán)繞器在3000牛發(fā)動機作用下，高度開始抬升,，回到環(huán)火軌道,，對火星全球環(huán)繞探測,，持續(xù)為火星表面探測和地球的通信擔當中繼衛(wèi)星。

地球距離火星上億公里,，信號指令傳輸需要數十分鐘,，因此很多時候，探測器的發(fā)動機得自主行動,。因此,，在推進分系統(tǒng)的前期設計中，六院研制團隊使用了自主管理系統(tǒng),，讓探測器自己判斷突發(fā)情況自己采取行動化解,，實現(xiàn)當判斷動作時機到來時，探測器能夠自動執(zhí)行任務,。

按照計劃,，近火捕獲開始15分鐘后發(fā)動機點火就會結束，但因為飛行的軌道設計,，發(fā)動機點火開始后沒多久,，“天問一號”就飛到了火星背面的“星掩區(qū)”，火星的遮擋完全中斷了探測器和地球之間的通信,。為實現(xiàn)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(huán)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(fā)動機貯箱欠壓、超壓等,。為推進分系統(tǒng)開展了發(fā)動機故障自主切換冗余設計,、配置了制導導航和控制系統(tǒng)等保障。