通過液體推進技術的不斷發展，航天六院引領中國航天完全具備了制造和發射多種軌道空間飛行器的能力，保障了航天器的在軌長期可靠運行，在安全性、可靠性、成功率和入軌精度等方面達到了國際領先水平。以新一代運載火箭發動機、先進上面級發動機、探月工程變推力發動機、空間飛行器高性能變軌發動機以及各種新興航天推進技術為代表，自主研制的國家重點型號發動機，突破了一系列關鍵和核心技術。尤其是液氧煤油發動機、液氫液氧發動機為代表的液體動力技術，達到了世界一流水平。

2020年7月23日，長征五號運載火箭在中國文昌發射場點火起飛，宣告我國邁出了行星探測的第一步——奔向火星。首次執行應用型發射的長征五號運載火箭不辱使命，成功將天問一號火星探測器送入預定軌道。

天問一號任務是我國建設航天強國進程中的重大標志性工程，是中國航天走向更遠深空的里程碑工程。這其中，由航天六院研制交付的78臺各型發動機，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，在浩瀚宇宙中書寫出一個又一個新的奇跡。

長征五號運載火箭代表了我國運載火箭科技創新的先進水平，為探月工程、深空探測、載人航天等重大專項的順利實施奠定了堅實基礎。在這次發射任務中，長征五號遙四運載火箭上配置了由航天六院研制生產的新一代綠色無污染的8臺120噸級液氧煤油發動機、2臺50噸級氫氧發動機、2臺9噸級膨脹循環氫氧發動機及18臺作為輔助動力的姿控發動機，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。

2021年5月15日，經歷四次軌道中途修正，按計劃實施火星捕獲，順利進行繞火飛行，傳回首幅火星圖像，成功進入火星停泊軌道……經過在浩瀚星空中將近10個月的漫長飛行和發動機的數次點火，天問一號著陸巡視器與環繞器實現分離，成功軟著陸于火星表面。著陸后，祝融號火星車成功傳回遙測信號，實現了人類航天史上的又一次壯舉，豎起了中國航天史上的又一座激動人心的里程碑。

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、技術難度最大的環節之一。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，從而實現被火星捕獲，成為圍繞火星飛行的一顆衛星。

只有實現這個前提才能完成后續探測器進入著陸前的停泊軌道、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，這要求對它的當前位置做出精準的測量，并保證能夠穩、準、狠地踩下剎車。這是一個一次性不可逆的過程，如果一旦發動機未能點火，或是點火姿態出現問題，將會導致整個任務失敗。

由航天六院研制生產的3000N軌控發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，這要求發動機不僅要快速點火啟動，還要保證在額定點長時間連續穩定工作。在“探火之旅”的整個過程中，六院為我國深空探測任務專門研制的3000N軌控發動機承擔著三項任務，一是地球轉移到火星過程中的姿態修正，二是在接近火星時的“剎車制動”，三是在火星附近的軌道調整。該型發動機從2010年立項到2016年定型，經歷了多項考核，充分驗證了各項關鍵技術，具有高比沖、多次起動、長壽命、環境適應性良好等優點。

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境下的變推力發動機反推著陸，改變為降落傘和變推力發動機共同作用。航天六院研制團隊還對變推力發動機表面的涂層材料做了改進，以更好地適應100m/s的火星大氣來流對發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，航天六院研制交付了著陸巡視器和環繞器的推進分系統，共計48臺大大小小的發動機。它們分別為著陸巡視器著陸過程懸停、避障及緩速下降過程提供了可靠動力，為環繞器系統提供軌道轉移、制動捕獲、軌道調整以及姿態控制所需的精準動力。當進入合適的著陸時機，天問一號在3000N軌控發動機作用下，下降到距離火星100公里的高度，實現環繞器和著陸巡視器分離。

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動機的7500N變推力發動機接續發揮關鍵作用，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。

該型發動機是航天六院研制團隊在借鑒探月任務中7500N變推力發動機工程經驗基礎上，根據火星探測任務全新設計制造的。并且相較之前探月任務中同樣推力的7500N發動機，為了滿足火星探測器安裝結構要求和減重需求，并提升發動機性能，研制團隊首次在我國開展深空探測的航天器上將推進分系統發動機燃燒室從以往的低室壓方案改進為中室壓方案，從而保證了相同推力情況下，發動機體積更小、性能更高。加上不斷創新和優化生產工藝，有效實現了推進分系統的輕質化需求。

與此同時，環繞器在3000N發動機作用下，高度開始抬升，回到環火軌道，對火星全球環繞探測，持續為火星表面探測和地球的通信擔當中繼衛星。在此過程中，兩器推進分系統中的小姿控發動機，也起到了不可替代的作用，與上述兩型發動機一起，成就了探測器環火和著陸時精準的身姿。

時延，是人類進行深空探索面臨的共同難題。與嫦娥三號探測器類似，天問一號在降落過程中有降速、懸停、緩速下降等動作，對發動機實時響應能力要求很高。但此前“嫦娥”探月時，時延只有一兩秒，感覺并不明顯，大多數時候地面仍可以直接控制探測器的動作。然而當天問一號到達火星時，探測器狀態信號需要在宇宙空間里跑11分鐘左右才能到達地球，地面上的操控人員即使能實時做出判斷回復，到達探測器時又已經過去了11分鐘，早就錯過了合適的動作時機。因此，在推進分系統的前期設計中，六院研制團隊使用了自主管理系統，讓探測器自己判斷突發情況自己采取行動化解，實現當判斷動作時機到來時，天問一號能夠自動執行任務。

按照計劃，近火捕獲開始15分鐘后發動機點火就會結束，但因為飛行的軌道設計，發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”，火星的遮擋完全中斷了探測器和地球之間的通信。為實現自主管理，確保任務順利完成，航天六院研制團隊開展“頭腦風暴”，分別為環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，比如發動機貯箱欠壓、超壓等；為推進分系統開展了發動機故障自主切換冗余設計，配置了制導導航和控制系統等保障。

除此之外，推進劑加注歷來是航天器在發射場工作的重中之重。火星探測器加注是金屬膜片貯箱和表面張力貯箱在一次任務中同時加注，也是兩個疊加的航天器一次性實施加注，因貯箱結構不同，加注方案差異很大，加注量精度和加注均衡性要求高，加注時間漫長，整個過程需要8個晝夜，技術難點大，也是國內首次正式實施的高難度高風險加注任務。為此，航天六院推進分系統研發團隊開展了充分有效的準備工作，反復研究加注方案和流程，完善每一個細節和步驟，準備了近20份各類細則和預案，對200多套設備進行仔細檢查和確認，最終確保加注全程實現了點滴不漏的高標準要求。

當液體動力之火點亮浩渺的太空，航天六院人將血脈融進航天強國的洪流；當新時代奮進的步伐愈加堅強有力，六院人在日月星辰間譜寫出忠誠與榮耀。幾十年來，航天六院先后成功研制了100多種技術先進、擁有完全自主知識產權的液體火箭發動機，形成了完整的航天液體動力產品系列，建立了自成體系的液體動力研制和生產能力，滿足了國防現代化建設和國民經濟發展對液體動力的需求，為中國航天實現技術跨越與持續發展，奠定了堅實的動力基礎。

夢想有多遠，責任就有多大。航天六院始終堅守航天報國初心，勇擔航天強國使命，用精益的質量實現成功的目標，把成功的信念轉為拼搏的動力，助推中國航天飛得更穩更高更遠。探求科學真理征途漫漫，追求科技創新永無止境。航天六院將始終先行一步，行穩至遠，為我國深空探測提供源源不斷的強勁動力。陜西、北京、上海、武漢的液體動力人，在推舉中國航天飛得更高更遠的征程中，同舟共濟，艱苦奮斗，將持續研制交付不同推力、不同種類的火箭發動機及空間推進系統，接力推舉火箭及衛星遨游太空，樹立起中國航天事業發展史上的一座座豐碑。

（本章撰稿、統稿：朱怡藍）