2021年5月15日7時18分，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器的著陸巡視器成功著陸於火星烏托邦平原南部預選著陸區，順利完成了“繞、落、巡”三大任務中“落”的任務。中科院力學所蘇業旺團隊的柔性應變感測器研究為此次火星探測器的成功降落做出了積極貢獻。
在著陸過程中（“落”），火星探測器需要在約9分鐘內將約5km/s的超高速降低到零，囙此何時開始减速進入火星大氣、進入的姿態、進入的角度都需要精准的控制。“天問一號”任務採用的减速管道分為四個階段進行（圖1）。第一階段：探測器利用自身氣動外形减速，將速度從約5 km/s迅速降低到500m/s以內；第二階段：探測器打開降落傘，進一步將速度降到100 m/s以內；第三階段：探測器的反推發動機開始工作，進一步將速度降到3.6 m/s以下；第四階段：當探測器距離火星表面約100 m高時，開始懸停避障，選擇合適區域完成降落。其中第二階段所使用的降落傘主要由柔軟的織物製成，若應變過大將發生破壞。在地面驗證實驗中，工程人員需要量測降落傘繩的應變，得到應變不均勻程度和危險位置，從而優化降落傘設計。然而，傳統應變感測器的剛度較大，無法滿足與傘繩保持動態共形貼合的要求。
中科院力學所柔性結構與器件力學研究團隊研製出一種基於力學結構設計的線性度高、重複性好且溫度敏感性低的柔性應變感測器，並協助中國空間技術研究院北京空間機電研究所於2019年完成降落傘的部分地面驗證實驗（圖2），在風洞內巨大溫度變化、高速氣流衝擊和傘體劇烈晃動的情况下，對縮比降落傘的傘繩應變進行了即時監測，為降落傘優化設計提供了指導意見。此類基於力學結構設計的柔性應變感測器未來將在我國航太領域的智能化技術革新方面發揮更多重要作用。
圖1“天問一號”探測器著陸過程
圖2柔性應變感測器用於“天問一號”降落傘地面驗證試驗
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