黄明星，高树义，王立武，王文强，李 健

（北京空间机电研究所, 北京 100094）

引 言

火星探测是当前太阳系行星探测的焦点，自从前苏联发射第一颗火星探测器以来，火星探测已有近60年的发展历史。特别是20世纪90年代以来，基本每次发射窗口均有火星探测器发射。2020年，中国、美国、阿联酋均发射了火星探测器。继美国“毅力号”（Perseverance）在2021年2月18日成功着陆火星，中国的“天问一号”也在2021年5月15日首次实现火星着陆。各国的火星探测任务总计49项，探测方式从飞越到环绕遥感探测， 再到无人着陆器或火星车探测[1-6]。

在火星探测着陆过程中，一般分为气动减速、伞系减速、动力减速和着陆缓冲4个阶段[7]，,在目前成功着陆火星的探测器中，伞系减速阶段均使用盘缝带伞。盘缝带伞的伞衣部分是由“盘”“带”两部分组成[7]。火星降落伞的开伞条件具有超声速、低密度、低动压的特点，工作过程从开伞时的超声速段，经历跨声速、亚声速，到达脱伞前的低速，而盘缝带伞是典型的超声速、低密度降落伞伞型，在火星开伞条件下有着较好的减速和稳定性能[9]。

降落伞材料是实现其功能，保证降落伞的安全裕度的决定性因素。本文基于“天问一号”火星降落伞的工作环境和探测器的约束条件，从降落伞结构和材料发展、质量特性、环境适应性3个方面对火星降落伞的功能性能进行分析说明，可为后续深空探测降落伞的材料设计提供参考。

1 火星降落伞环境和力学条件

中国首次火星探测器在海南文昌由“长征五号”运载火箭发射，经地火转移、火星捕获、环火飞行、火星大气进入及软着陆、表面巡视等过程[10]，实现全面而综合的火星探测，火星降落伞在各飞行阶段环境剖面见表1所示。……