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火星探测在即 首次火星探测任务出征在即
2020-09-14 13:51:47 来源:东方网 编辑:

人类文明虽沧海一粟,但探索之心从未黯淡。继人造卫星、载人航天之后,中国深空探测拉开帷幕,在探月工程五战五捷之后,中国首次向行星发起挑战,将在7月底至8月初择机实施首次火星探测任务。

“天问一号”的由来2016年1月,中国首次火星探测任务立项,这是我国行星探测之旅的第一步。 2020年4月24日,中国行星探测任务被命名为“天问系列”,首次火星探测任务被命名为“天问一号”,后续行星任务依次编号。

“天问一号”名称源于屈原长诗《天问》,表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着,体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。

“天问一号”去火星干什么

最新消息显示,7月14日,“天问一号”已经运抵文昌航天发射场。将择机通过用长征五号遥四火运载火箭发射。顺利的话,“天问一号”将一次任务完成环绕、着陆和巡视三步,这将是世界上首次探索火星即完成软着陆的任务。“绕、落和巡”分别由环绕器、着陆器和巡视器来完成。

环绕器运行在环绕火星的轨道上,既可以自主进行全球性、综合性的环绕探测任务,同时为巡视器进行中继通信;着陆器负责携带巡视器安全着陆到火星上去,巡视器负责在火星表面进行区域巡视探测。

环绕器在火星探测的整体任务中,扮演着飞行器、通信器、探测器的多重角色。他要负责携带着陆巡视器,完成地火转移、火星捕获、环火轨道调整、落区预探测、择机实施器器分离,提供中继支持服务,利用科学载荷对火星开展全球性、综合性的环绕探测。除负责信号中继外,环绕器会配备分辨率和光谱不同的相机,用来拍摄中国首张火星全图。此外,它还携带有多个先进仪器用来研究火星磁场、地面表层元素、大气和中性粒子、全球地貌(高程)等。

着陆巡视器将在火星表面软着陆,并释放火星车,在火星表面进行巡视探测。火星车将停留90个火星日,开展巡视探测、火星地貌特征研究等多项任务。

火星任务到底有多难

火星半径只有3400千米左右,大约是地球的一半。火星体积也很小,仅有地球的15%。人类有史以来对火星的探测表明,火星现有环境非常恶劣。但是火星的整体环境条件与地球相近,距离太阳仅比地球稍远。目前,地球位于太阳系的宜居带上,随着太阳活动加剧,宜居带会往外扩展,火星将有可能变为下一个地球。

也有不少科学家认为人类有可能向火星移民,开辟新的生存空间。自上世纪60年代苏联和美国展开火星探测至今几十年来,火星探测成功的概率统计下来还不足一半。人类真想要“移民火星”充满了重重险阻。

距离遥远:火星探测最远的距离地球4亿公里。火星探测器将沿着“霍曼转移轨道”的路径前往目的地,沿着这条路径,探测器要飞大约7个月的时间才能抵达火星。

信号传输难:光信号从地球到探测器单程需要22分钟,再返回需要44分钟。随着探测器飞到火星距离太阳越来越远,空间信号衰减越来越大,对整个通信设计带来很大挑战。

同时火星探测器在火星环绕期间会遇上日凌,日凌期间由于太阳辐射造成的影响,探测器会和地面中断通讯达30天。这30天里,需要探测器进行自主管理。同时还需要在环绕火星的过程中具备自主导航的能力,这也是中国此次火星探测任务中一大创新突破。

制动捕获:探测器在经过长途飞行后,如何成功被火星的引力场捕获,是任务中的关键点之一。这个过程中,如果“刹车”制动早了一点,探测器会飞离火星。或者踩得深了一点,探测器可能会撞击火星。

盲降7分钟:火星探测器在到达环绕火星的轨道后,下一步就是要降落在火星表面。降落过程只有7分钟左右的时间,是整个任务的关键点,直接决定着任务的成败。

着陆器进入火星大气层后要完全依靠自身进行减速,与此同时,隔热系统要经受大气摩擦的考验,还要及时打开降落伞并抛弃隔热板;当着陆器与地面越来越近,速度进一步降低后着陆器与降落伞分离,经过复杂而精确的悬停、避障、降落,稳定后着陆过程才算完成。

作为我国首次自主火星探测任务,此次火星环绕器不仅攻克了火星制动捕获、长期自主管理等关键技术难点,更实现了地火间的超远距离测控通信。通过环绕探测,将实现火星全球性、综合性探测,完成火星表面重点地区高精度、高分辨精细勘查。

即将在火星探测窗口期执行此次发射任务充满了挑战性。若能成功,意味着中国一次走完了此前苏联和美国用几十年走过的历程。在拥有科技后发优势的情况下,这有一定合理性,但也面临风险。但是,挑战高难度对中国航天人而言并不奇怪,中国的航天精神有这么几句话:“自力更生,艰苦奋斗,大力协同,无私奉献,严谨务实,勇于攀登。”

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