一、方案背景：天問二號的深空極限探測任務

2025 年 5 月 29 日，天問二號探測器于西昌衛星發射中心成功發射，奔赴小行星 2016HO3 開展采樣返回科學探測。漫長星際飛行途中，探測器先后完成深空機動、軌道中途修正等復雜軌道控制；2026 年 6 月 6 日捕獲目標小行星，6 月 7 日在 3 萬千米距離完成捕獲控制、實現共面伴飛，6 月 19 日抵近至小行星 2000 千米，即將開展形貌測繪、物質成分解析、內部結構探測等精細化作業，為小行星表面采樣筑牢數據基礎。

從地球到數億公里外的小行星帶，天問二號全程暴露于真空劇烈溫變、高能空間輻射、微流星撞擊、發射強沖擊、微重力擾動多重工況：向陽面溫度超 120℃、背陽面低至 - 180℃以下，晝夜溫差超 300℃；太陽風、銀河宇宙射線持續轟擊電子元器件；火箭發射、軌控發動機點火產生數千 g 瞬時沖擊；小行星帶微塵埃持續撞擊艙體與載荷光學窗口。整套探測器導航、控軌、熱控、結構健康、科學探測全流程，均依賴高性能航天傳感器實現狀態感知與閉環控制，傳感器是深空探測器在環境下生存、精準探測、完成科學探索的核心硬件基石。（本段部分文字內容，轉載于“"公眾號，如有侵權，通知刪除?。?/span>

二、深空探測器面臨三大惡劣工況及傳感器核心挑戰

（一）高低溫劇烈交變工況

太空無大氣對流換熱，探測器受太陽直射與星體陰影交替影響，溫度區間覆蓋“-270℃~150℃"，溫差變化速率快、持續周期長。

1. 危害：傳感器敏感元件熱脹冷縮形變，壓電陶瓷、半導體芯片性能漂移；密封結構開裂、引線脫焊；測溫、振動、導航傳感數據出現大幅溫漂誤差；光學類傳感器鏡片熱變形，成像光譜探測失效。

2. 任務痛點：深空探測器深空機動、小行星遠距離伴飛、2000 千米近距探測階段，太陽翼、推進艙、光譜載荷、采樣機構分處溫差極大區域，普通工業傳感器會直接失效，無法支撐軌道修正與物質探測。

（二）空間高能輻射工況

深空無地球磁場、大氣層屏蔽，持續存在太陽耀斑質子流、銀河宇宙重離子、紫外電離輻射，產生總電離劑量效應、單粒子翻轉、單粒子閂鎖等損傷。

1. 危害：傳感器集成電路閾值漂移、存儲數據亂碼；壓電、MEMS 敏感元件靈敏度衰減；電路短路燒毀，導致導航敏感器、結構監測傳感器誤報 / 無輸出；軌道控制、近距小行星捕獲動作失控。

2. 任務痛點：深空探測器數月小行星伴飛階段長期暴露于深空輻射，一旦傳感系統失效，3 萬千米共面飛行、2000 千米抵近探測等關鍵操作將失去數據支撐，采樣任務直接中斷。

（三）真空、沖擊、微流星力學惡劣工況

1. 發射段：火箭起飛、級間分離產生 5000g 以上瞬時沖擊，極易損壞精密傳感元件；

2. 星際飛行：微流星、小行星塵埃持續撞擊艙體，產生微弱應力振動；軌控發動機點火帶來持續低頻振動；

3. 真空環境：普通高分子材料揮發污染光學載荷鏡頭，干擾光譜、成像傳感器探測精度。

三、森瑟科技航天級傳感器全品類適配深空探測的任務場景，破解環境難題

森瑟科技（Senther）深耕環境傳感研發，針對深空探測高低溫、強輻射、強沖擊、真空污染四大痛點，形成耐超低溫加速度傳感器、航天三軸沖擊振動傳感器、抗輻射溫度傳感模組、多物理場一體化監測傳感器四大系列航天級產品，覆蓋探測器的發射驗證、深空巡航軌道控制、小行星伴飛探測、采樣機構健康監測全生命周期應用，解決環境傳感失效風險。

（一）超低溫 914P 系列加速度傳感器：解決深空近零度低溫失效難題

核心環境適配能力

1. 極限耐溫：可穩定工作于“-269℃超低溫環境"，覆蓋小行星背陽面、深空陰影區極低溫工況，同時兼容 125℃高溫向陽面，寬溫域低熱釋電效應，大幅抑制溫度變化帶來的信號漂移；

2. 密封抗真空：全金屬焊接氣密密封結構，真空下無材料揮發，避免污染深空探測器紅外光譜儀、多光譜相機光學鏡片；

3. 抗沖擊力學設計：陶瓷壓電敏感元件 + 隔離減震基座，耐受 5000g 發射沖擊，匹配火箭發射、探測器軌控點火瞬時過載。

在深空探測器任務中的具體應用與解決問題

1. 發射段結構健康監測
傳感器搭載于探測器推進艙、科學載荷艙，全程記錄火箭起飛、整流罩分離、星箭分離沖擊振動數據。解決傳統傳感器低溫下靈敏度丟失問題，精準驗證深空探測器雷達、光譜儀、導航敏感器結構耐受強度，提前預判精密光學儀器是否存在內部損傷。

2. 深空機動與中途修正軌道姿態監測
深空探測器多次深空機動、軌道中途修正時，914P傳感器實時采集探測器三軸微加速度信號，為姿態控制系統提供精準反饋。解決深空低溫下姿態傳感漂移、軌道修正定位偏差放大至千米級的風險，保障探測器精準飛向小行星、3 萬千米距離平穩完成捕獲控制、實現共面飛行。

3. 小行星 2000 千米近距塵埃撞擊監測
探測器抵近小行星后，小行星帶微小塵埃持續撞擊艙體，914P高頻加速度傳感器捕捉撞擊產生的微小應力波，通過頻譜分析計算塵埃通量與撞擊動能。解決無法實時評估小行星周邊碰撞風險的問題，為采樣區域選址、探測器主動避障提供數據支撐。

4. 采樣機構動態振動監測
后續小行星表面采樣作業前，傳感器監測采樣機械臂、采樣鉆頭微振動，在 - 150℃低溫陰影區保持測量精度，避免熱變形導致采樣定位偏差，保障小行星物質樣本完整采集。

（二）535A 三軸沖擊振動傳感器：抗輻射輕量化平臺監測方案

核心環境適配能力

1. 輻射加固電路：采用抗輻射剪切壓電陶瓷元件，搭配三模冗余電路設計，耐受深空長期電離輻射，抑制單粒子翻轉造成的數據亂碼；

2. 微型輕量化：扁平小型化結構，適配深空探測器探測器有限搭載空間，低功耗設計適配深空有限能源供給；

3. 寬頻三軸同步采集：覆蓋低頻軌道振動至高頻瞬時沖擊，溫度耐受區間 - 55℃~125℃，適配探測器向陽 / 背陽交替溫變環境。

在深空探測器任務中的具體應用與解決問題

1. 太陽翼展開與在軌狀態監測
深空探測器圓形柔性太陽翼二次展開過程中，三軸傳感器實時采集展開沖擊與在軌微振動。解決空間輻射造成傳感器電路漂移、溫變導致振動數據失真問題，實時判斷太陽翼鎖定結構是否完好，保障探測器長期深空供電穩定。

2. 科學載荷平臺隔振控制
多光譜相機、可見紅外成像光譜儀對微振動極度敏感，微小振動會造成小行星成像模糊、物質光譜解析失真。535A 傳感器實時感知平臺微振動，反饋至主動隔振系統，抵消探測器發動機、機械臂擾動，在高低溫、輻射共存環境下穩定輸出精準振動數據，支撐小行星形貌、礦物成分高精度探測。

3. 輻射環境下長期在軌健康管理（PHM）
傳感器內置輻射耐受采集芯片，在軌數年持續監測探測器艙體、推進系統振動特征，通過振動頻譜變化預判管路泄漏、機構卡滯故障。解決普通傳感器長期輻射后精度衰減、無法長期無人在軌監測的痛點，保障深空探測器從深空巡航到小行星采樣全流程設備安全。

（三）一體化抗輻射溫度傳感模組：全域熱控閉環保障

核心環境適配能力

1. 寬溫抗輻射鉑電阻敏感元件，抗總電離劑量 3Mrad，抑制宇宙射線造成測溫零點漂移；

2. 熱膨脹匹配封裝，解決 300℃級劇烈溫差下傳感器引線斷裂、測溫誤差超標的問題；

3. 多通道集成設計，單模組可同步采集探測器艙內、太陽翼、載荷鏡頭、采樣機構多點溫度。

在深空探測器任務中的具體應用與解決問題

深空探測器向陽面高溫、背陽面極低溫會直接導致光譜儀鏡片形變、電池失效、采樣機構卡死，溫度傳感模組構建全探測器熱控閉環：

1. 實時監測紅外光譜儀、探測雷達光學窗口溫度，主動調節熱控加熱 / 制冷回路，抵消溫差帶來的光學畸變，保障小行星物質成分、內部結構探測數據準確；

2. 監測推進劑貯箱、發動機管路溫度，規避低溫推進劑凝固、高溫管路熱變形泄漏風險，保障深空機動、小行星捕獲、抵近接近等多次軌道控制順利實施；

3. 采樣作業前監測采樣機構溫度，通過熱控系統將機構溫度穩定至工作區間，避免低溫機械卡死、高溫材料軟化，保障采樣任務順利開展。

（四）多物理場融合傳感單元：小行星空間環境綜合探測輔助

森瑟一體化融合傳感器集成溫度、微振動、輻射劑量感知模塊，適配深空探測器小行星空間環境探測需求：

1. 同步采集小行星周邊輻射強度、探測器局部溫度、艙體微振動多維度數據，輔助磁強計、帶電粒子分析儀解析太陽風與小行星相互作用機制；

2. 解決單一傳感器僅能采集單參數、無法綜合評估環境對探測載荷聯合干擾的問題，為小行星演化、太陽系早期物質起源科學研究提供多維度完整原始數據。

四、森瑟傳感核心技術體系：從材料、封裝、電路三重維度抵御深空環境

（一）特種航天級材料選型，抵御高低溫與輻射

1. 敏感元件：選用抗輻射壓電陶瓷、SOI 輻射硬化半導體、高純鉑測溫元件，低溫無性能衰減，高能粒子轟擊下靈敏度衰減量控制在 1% 以內；

2. 結構封裝：高溫合金 + 氧化鋁陶瓷氣密焊接封裝，熱膨脹系數與探測器艙體匹配，300℃溫差循環無開裂；全低真空釋氣材料，杜絕污染光學載荷；

3. 絕緣涂層：多層抗輻射復合絕緣涂層，阻擋紫外、質子電離輻射穿透內部電路。

（二）加固電路與冗余設計，對抗單粒子輻射損傷

1. 輻射加固 ASIC 采集芯片，具備單粒子閂鎖自復位功能，避免輻射造成傳感器燒毀；

2. 信號通道三模冗余架構，一路傳感通道受輻射失效時，備份通道無縫切換，保障深空探測器關鍵軌道控制、近距探測不中斷；

3. 內置 EDAC 錯誤校正算法，自動修正輻射導致的信號數據位翻轉，杜絕誤控、誤判。

（三）熱補償與減震一體化結構，適配劇烈溫變、強沖擊

1. 內置多點溫度補償算法，實時修正高低溫帶來的零點漂移，全溫域測量誤差控制在 0.5% FS 以內；

2. 內部多級減震隔離結構，吸收火箭發射、發動機點火數千 g 沖擊，保護精密敏感元件不碎裂；

3. 低熱釋電結構設計，溫度快速變化時無額外雜散信號輸出，適配小行星晝夜快速溫變場景。

五、森瑟傳感器對深空探測器深空探測任務的核心價值

1. 保障探測器 “生存底線"，抵御太空環境
通過耐高低溫、抗輻射、抗沖擊傳感全系列產品，解決真空溫差、宇宙輻射、發射沖擊三大致命環境威脅，實現探測器從地球發射→深空巡航→小行星 3 萬千米伴飛→2000 千米近距探測全階段設備狀態實時感知，避免傳感失效引發軌道失控、載荷損毀、采樣任務失敗。

2. 支撐高精度軌道控制，完成小行星捕獲關鍵動作
高精度加速度、溫度傳感為深空機動、中途修正、小行星共面飛行控制提供精準反饋數據，讓深空探測器精準完成遠距離小行星捕獲、平穩抵近，為后續精細化探測創造軌道條件。

3. 賦能小行星科學探測，達成深空探索核心目標
穩定可靠的環境傳感系統，保障多光譜相機、紅外光譜儀、探測雷達等科學載荷在惡劣工況下穩定工作，精準獲取小行星形貌、物質成分、表層內部結構數據，精準篩選安全采樣區域，為解析太陽系起源、探索水與生命起源等重大科學課題提供核心數據支撐。

4. 構建長期在軌健康監測體系，降低深空無人任務風險
全周期 PHM 狀態監測傳感器實時預警推進系統、采樣機構、太陽翼故障，實現深空無人自主預警，大幅降低數億公里地面測控滯后帶來的任務風險，為我國后續彗星探測、深空采樣返回任務積累環境傳感工程經驗。

六、總結

深空探測器小行星探測任務，是我國深空探測邁向小天體采樣返回的里程碑，而太空高溫、低溫、輻射環境，是制約探測器穩定工作、科學探測落地的核心瓶頸。森瑟科技依托航天級環境傳感核心技術，從超低溫振動監測、抗輻射沖擊采集、全域熱控測溫、多物理場融合監測四大維度，提供全鏈條傳感解決方案，通過特種材料、輻射加固電路、溫變減震一體化設計，系統性解決深空惡劣工況下傳感器漂移、失效、損壞難題。

以森瑟航天傳感器為代表的國產環境傳感技術，持續為深空探測器軌道控制、結構健康管理、小行星精細探測、采樣保障提供底層感知支撐，讓探測器在億萬公里外的深空穩定運行，精準解鎖小行星的宇宙密碼，助力我國行星科學探索不斷突破邊界。