一、方案背景：天问二号的深空极限探测任务
2025 年 5 月 29 日，天问二号探测器于西昌卫星发射中心成功发射，奔赴小行星 2016HO3 开展采样返回科学探测。漫长星际飞行途中，探测器先后完成深空机动、轨道中途修正等复杂轨道控制；2026 年 6 月 6 日首次捕获目标小行星，6 月 7 日在 3 万千米距离完成捕获控制、实现共面伴飞，6 月 19 日抵近至小行星 2000 千米，即将开展形貌测绘、物质成分解析、内部结构探测等精细化作业，为小行星表面采样筑牢数据基础。
从地球到数亿公里外的小行星带，天问二号全程暴露于真空剧烈温变、高能空间辐射、微流星撞击、发射强冲击、微重力扰动多重极端工况：向阳面温度超 120℃、背阳面低至 - 180℃以下，昼夜温差超 300℃；太阳风、银河宇宙射线持续轰击电子元器件；火箭发射、轨控发动机点火产生数千 g 瞬时冲击；小行星带微尘埃持续撞击舱体与载荷光学窗口。整套探测器导航、控轨、热控、结构健康、科学探测全流程，均依赖高性能航天传感器实现状态感知与闭环控制，传感器是深空探测器在极端环境下生存、精准探测、完成科学探索的核心硬件基石。（本段部分文字内容，转载于“中国航天科技集团”公众号，如有侵权，通知删除！）
二、深空探测器面临三大恶劣工况及传感器核心挑战
（一）高低温剧烈交变工况
太空无大气对流换热，探测器受太阳直射与星体阴影交替影响，温度区间覆盖“-270℃~150℃”，温差变化速率快、持续周期长。
1. 危害：传感器敏感元件热胀冷缩形变，压电陶瓷、半导体芯片性能漂移；密封结构开裂、引线脱焊；测温、振动、导航传感数据出现大幅温漂误差；光学类传感器镜片热变形，成像光谱探测失效。
2. 任务痛点：深空探测器深空机动、小行星远距离伴飞、2000 千米近距探测阶段，太阳翼、推进舱、光谱载荷、采样机构分处温差极大区域，普通工业传感器会直接失效，无法支撑轨道修正与物质探测。
（二）空间高能辐射工况
深空无地球磁场、大气层屏蔽，持续存在太阳耀斑质子流、银河宇宙重离子、紫外电离辐射，产生总电离剂量效应、单粒子翻转、单粒子闩锁等损伤。
1. 危害：传感器集成电路阈值漂移、存储数据乱码；压电、MEMS 敏感元件灵敏度衰减；电路短路烧毁，导致导航敏感器、结构监测传感器误报 / 无输出；轨道控制、近距小行星捕获动作失控。
2. 任务痛点：深空探测器数月小行星伴飞阶段长期暴露于深空辐射，一旦传感系统失效，3 万千米共面飞行、2000 千米抵近探测等关键操作将完全失去数据支撑，采样任务直接中断。
（三）真空、冲击、微流星力学恶劣工况
1. 发射段：火箭起飞、级间分离产生 5000g 以上瞬时冲击，极易损坏精密传感元件；
2. 星际飞行：微流星、小行星尘埃持续撞击舱体，产生微弱应力振动；轨控发动机点火带来持续低频振动；
3. 真空环境：普通高分子材料挥发污染光学载荷镜头，干扰光谱、成像传感器探测精度。
三、森瑟科技航天级传感器全品类适配深空探测的任务场景，破解极端环境难题
森瑟科技（Senther）深耕极端环境传感研发，针对深空探测高低温、强辐射、强冲击、真空污染四大痛点，形成耐超低温加速度传感器、航天三轴冲击振动传感器、抗辐射温度传感模组、多物理场一体化监测传感器四大系列航天级产品，覆盖探测器的发射验证、深空巡航轨道控制、小行星伴飞探测、采样机构健康监测全生命周期应用，全方位解决极端环境传感失效风险。
（一）超低温 914P 系列加速度传感器：解决深空近绝对零度低温失效难题
核心极端环境适配能力
1. 极限耐温：可稳定工作于“-269℃超低温环境”，覆盖小行星背阳面、深空阴影区极低温工况，同时兼容 125℃高温向阳面，宽温域低热释电效应，大幅抑制温度变化带来的信号漂移；
2. 密封抗真空：全金属焊接气密密封结构，真空下无材料挥发，避免污染深空探测器红外光谱仪、多光谱相机光学镜片；
3. 抗冲击力学设计：陶瓷压电敏感元件 + 隔离减震基座，耐受 5000g 发射冲击，匹配火箭发射、探测器轨控点火瞬时过载。
在深空探测器任务中的具体应用与解决问题
1. 发射段结构健康监测
传感器搭载于探测器推进舱、科学载荷舱，全程记录火箭起飞、整流罩分离、星箭分离冲击振动数据。解决传统传感器低温下灵敏度丢失问题，精准验证深空探测器雷达、光谱仪、导航敏感器结构耐受强度，提前预判精密光学仪器是否存在内部损伤。
2. 深空机动与中途修正轨道姿态监测
深空探测器多次深空机动、轨道中途修正时，914P传感器实时采集探测器三轴微加速度信号，为姿态控制系统提供精准反馈。解决深空低温下姿态传感漂移、轨道修正定位偏差放大至千米级的风险，保障探测器精准飞向小行星、3 万千米距离平稳完成捕获控制、实现共面飞行。
3. 小行星 2000 千米近距尘埃撞击监测
探测器抵近小行星后，小行星带微小尘埃持续撞击舱体，914P高频加速度传感器捕捉撞击产生的微小应力波，通过频谱分析计算尘埃通量与撞击动能。解决无法实时评估小行星周边碰撞风险的问题，为采样区域选址、探测器主动避障提供数据支撑。
4. 采样机构动态振动监测
后续小行星表面采样作业前，传感器监测采样机械臂、采样钻头微振动，在 - 150℃低温阴影区保持测量精度，避免热变形导致采样定位偏差，保障小行星物质样本完整采集。
（二）535A 三轴冲击振动传感器：抗辐射轻量化平台监测方案
核心极端环境适配能力
1. 辐射加固电路：采用抗辐射剪切压电陶瓷元件，搭配三模冗余电路设计，耐受深空长期电离辐射，抑制单粒子翻转造成的数据乱码；
2. 微型轻量化：扁平小型化结构，适配深空探测器探测器有限搭载空间，低功耗设计适配深空有限能源供给；
3. 宽频三轴同步采集：覆盖低频轨道振动至高频瞬时冲击，温度耐受区间 - 55℃~125℃，适配探测器向阳 / 背阳交替温变环境。
在深空探测器任务中的具体应用与解决问题
1. 太阳翼展开与在轨状态监测
深空探测器圆形柔性太阳翼二次展开过程中，三轴传感器实时采集展开冲击与在轨微振动。解决空间辐射造成传感器电路漂移、温变导致振动数据失真问题，实时判断太阳翼锁定结构是否完好，保障探测器长期深空供电稳定。
2. 科学载荷平台隔振控制
多光谱相机、可见红外成像光谱仪对微振动极度敏感，微小振动会造成小行星成像模糊、物质光谱解析失真。535A 传感器实时感知平台微振动，反馈至主动隔振系统，抵消探测器发动机、机械臂扰动，在高低温、辐射共存环境下稳定输出精准振动数据，支撑小行星形貌、矿物成分高精度探测。
3. 辐射环境下长期在轨健康管理（PHM）
传感器内置辐射耐受采集芯片，在轨数年持续监测探测器舱体、推进系统振动特征，通过振动频谱变化预判管路泄漏、机构卡滞故障。解决普通传感器长期辐射后精度衰减、无法长期无人在轨监测的痛点，保障深空探测器从深空巡航到小行星采样全流程设备安全。
（三）一体化抗辐射温度传感模组：全域热控闭环保障
核心极端环境适配能力
1. 宽温抗辐射铂电阻敏感元件，抗总电离剂量 3Mrad，抑制宇宙射线造成测温零点漂移；
2. 热膨胀匹配封装，解决 300℃级剧烈温差下传感器引线断裂、测温误差超标的问题；
3. 多通道集成设计，单模组可同步采集探测器舱内、太阳翼、载荷镜头、采样机构多点温度。
在深空探测器任务中的具体应用与解决问题
深空探测器向阳面高温、背阳面极低温会直接导致光谱仪镜片形变、电池失效、采样机构卡死，温度传感模组构建全探测器热控闭环：
1. 实时监测红外光谱仪、探测雷达光学窗口温度，主动调节热控加热 / 制冷回路，抵消温差带来的光学畸变，保障小行星物质成分、内部结构探测数据准确；
2. 监测推进剂贮箱、发动机管路温度，规避低温推进剂凝固、高温管路热变形泄漏风险，保障深空机动、小行星捕获、抵近接近等多次轨道控制顺利实施；
3. 采样作业前监测采样机构温度，通过热控系统将机构温度稳定至工作区间，避免低温机械卡死、高温材料软化，保障采样任务顺利开展。
（四）多物理场融合传感单元：小行星空间环境综合探测辅助
森瑟一体化融合传感器集成温度、微振动、辐射剂量感知模块，适配深空探测器小行星空间环境探测需求：
1. 同步采集小行星周边辐射强度、探测器局部温度、舱体微振动多维度数据，辅助磁强计、带电粒子分析仪解析太阳风与小行星相互作用机制；
2. 解决单一传感器仅能采集单参数、无法综合评估极端环境对探测载荷联合干扰的问题，为小行星演化、太阳系早期物质起源科学研究提供多维度完整原始数据。
四、森瑟传感核心技术体系：从材料、封装、电路三重维度抵御深空极端环境
（一）特种航天级材料选型，抵御高低温与辐射
1. 敏感元件：选用抗辐射压电陶瓷、SOI 辐射硬化半导体、高纯铂测温元件，低温无性能衰减，高能粒子轰击下灵敏度衰减量控制在 1% 以内；
2. 结构封装：高温合金 + 氧化铝陶瓷气密焊接封装，热膨胀系数与探测器舱体匹配，300℃温差循环无开裂；全低真空释气材料，杜绝污染光学载荷；
3. 绝缘涂层：多层抗辐射复合绝缘涂层，阻挡紫外、质子电离辐射穿透内部电路。
（二）加固电路与冗余设计，对抗单粒子辐射损伤
1. 辐射加固 ASIC 采集芯片，具备单粒子闩锁自复位功能，避免辐射造成传感器永久烧毁；
2. 信号通道三模冗余架构，一路传感通道受辐射失效时，备份通道无缝切换，保障深空探测器关键轨道控制、近距探测不中断；
3. 内置 EDAC 错误校正算法，自动修正辐射导致的信号数据位翻转，杜绝误控、误判。
（三）热补偿与减震一体化结构，适配剧烈温变、强冲击
1. 内置多点温度补偿算法，实时修正高低温带来的零点漂移，全温域测量误差控制在 0.5% FS 以内；
2. 内部多级减震隔离结构，吸收火箭发射、发动机点火数千 g 冲击，保护精密敏感元件不碎裂；
3. 低热释电结构设计，温度快速变化时无额外杂散信号输出，适配小行星昼夜快速温变场景。
五、森瑟传感器对深空探测器深空探测任务的核心价值
1. 保障探测器 “生存底线”，抵御太空极端环境
通过耐高低温、抗辐射、抗冲击传感全系列产品，解决真空温差、宇宙辐射、发射冲击三大致命环境威胁，实现探测器从地球发射→深空巡航→小行星 3 万千米伴飞→2000 千米近距探测全阶段设备状态实时感知，避免传感失效引发轨道失控、载荷损毁、采样任务失败。
2. 支撑高精度轨道控制，完成小行星捕获关键动作
高精度加速度、温度传感为深空机动、中途修正、小行星共面飞行控制提供精准反馈数据，让深空探测器精准完成远距离小行星捕获、平稳抵近，为后续精细化探测创造轨道条件。
3. 赋能小行星科学探测，达成深空探索核心目标
稳定可靠的极端环境传感系统，保障多光谱相机、红外光谱仪、探测雷达等科学载荷在恶劣工况下稳定工作，精准获取小行星形貌、物质成分、表层内部结构数据，精准筛选安全采样区域，为解析太阳系起源、探索水与生命起源等重大科学课题提供核心数据支撑。
4. 构建长期在轨健康监测体系，降低深空无人任务风险
全周期 PHM 状态监测传感器实时预警推进系统、采样机构、太阳翼故障，实现深空无人自主预警，大幅降低数亿公里地面测控滞后带来的任务风险，为我国后续彗星探测、深空采样返回任务积累极端环境传感工程经验。
六、总结
深空探测器小行星探测任务，是我国深空探测迈向小天体采样返回的里程碑，而太空极端高温、低温、辐射环境，是制约探测器稳定工作、科学探测落地的核心瓶颈。森瑟科技依托航天级极端环境传感核心技术，从超低温振动监测、抗辐射冲击采集、全域热控测温、多物理场融合监测四大维度，提供全链条传感解决方案，通过特种材料、辐射加固电路、温变减震一体化设计，系统性解决深空恶劣工况下传感器漂移、失效、损坏难题。
以森瑟航天传感器为代表的国产极端环境传感技术，持续为深空探测器轨道控制、结构健康管理、小行星精细探测、采样保障提供底层感知支撑，让探测器在亿万公里外的极端深空稳定运行，精准解锁小行星的宇宙密码，助力我国行星科学探索不断突破边界。
