火星探测有多难?揭秘天问一号的火星之旅

成功发射只是开始。接下来,天问一号探测器将开启7个月的漫漫征途。目前,人类火星探测的成功率只有50%左右。在飞往火星的路上,无数挑战正在等着我们。天问一号是否能顺利抵达火星?我们期待,我们等待。

7个月,这是一趟漫长又艰难的旅程。

人类对火星的探测起步于20世纪60年代,目前已实施40余次探测任务,但只成功20余次,成功率只有50%左右。

荧惑,这是中国古人对这颗红色星球的称呼。荧代指火星由于土壤富含氧化铁而发出的红光;惑则出于古人对火星运行缺乏规律而感到的困惑,由于轨道和公转速度的差别,从地面上来看,火星运行时快时慢时明时暗,有时逆行也有时顺行,令人捉摸不定。

是的,正如这名字一样,去往火星的漫漫长途也充满不确定性。在接下来的7个月里,天问一号需要迎难而上。

发射成功只是第一步,后面的路还很漫长。国家航天局探月与航天工程中心深空探测工程总体部部长耿言说。

成功率只有50%左右,火星探测难在哪

1962年,人类迈出火星探测的第一步。这一年,苏联发射火星1A号探测器,但在飞往火星的途中与地面失去联系,最终失败。此后,苏联的火星1号与美国的水手3号等火星探测器探测任务也宣告失败。

直到三年后,终于由美国的水手4号首次完成火星飞越,成为首例成功探测火星的人造卫星。此后,包括水手6号在内的多颗探测器顺利完成任务。尤其是1971年发射的苏联火星3号探测器,成功登陆火星。20世纪90年代以后,火星探测更加频繁,火星快车勇气号机遇号好奇号等多颗探测器飞向火星。然而,火星探测的成功率到目前只有50%左右。

火星探测到底难在哪?

首先是距离远。火星距离地球最远时有4亿公里,最近时大约5500万公里。作为对比,月球离地球最近时36万公里,最远时40万公里。也就是说,即使火星离我们最近时,也要比月球远一百多倍。人类探测器从地球飞到火星,大约需要7个月的时间。

由于距离遥远,地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。当火星离我们最远时,从地球发一个指令,要20多分钟才能到达火星。即使在距离最近时也要几分钟才能到,远比从地球上发指令到月亮上的时间长得多。国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰解释,时延比较大,给火星探测的测控通信带来很大挑战。探测器在火星着陆时间仅7分钟左右,由于时延,无法实时操控,探测器必须自主完成着陆。

其次是发射窗口小,机会少。刘彤杰说,要让航天器飞4亿公里,人类现在还没有能力做到,而且也没有必要,我们可以等火星距离地球较近的时候发射探测器。但受天体运行规律的影响,这样的发射机会很少,大约每隔26个月才有一次,每次有一个月左右的发射窗口,比探测月球的窗口要小得多,严苛得多。

再次是着陆难度大。火星上存在稀薄的大气,探测器着陆时必须穿过大气,这个过程会产生几千摄氏度的高温。着陆时既需要隔热罩,也需要配备降落伞进一步减速。而且,随着探测器往下降,其推力、方向会发生变化。不像在月球上探测,不用降落伞,用反推发动机就可以,在火星上着陆需要用变推力发动机。刘彤杰说,减速下降和着陆火星的过程,被称为黑色7分钟。

此外,前往火星还需要推力更强的运载火箭。天问一号任务是我国长征五号系列运载火箭首次应用性发射,将探测器直接送入地火转移轨道。以前我们探月,最远是到地月轨道,处于地球的引力圈。现在要到火星,不仅有地球,还有太阳和火星的引力的影响,因此这次火箭系统有很大的变化。首次火星探测任务工程副总指挥、国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠解释。

一次实现绕着巡,难上加难

火星探测很难,要一次实现环绕、着陆、巡视探测(简称绕着巡),难上加难。

很多人对我国探月工程绕落回三步走战略很熟悉,这些目标是通过实施多次探月任务而分步骤实现。面对难度更高的火星探测,我们却要多步并作一步走。

据国家航天局介绍,我国首次火星探测任务天问一号探测器由着陆巡视器(进入舱和火星车)和环绕器组成。此次任务要一次实现绕着巡三步走,即对整个火星进行全球观测、成功着陆火星,以及火星车进行巡视探测。目前,国际上只有美国实现了火星环绕、着陆、巡视探测,但不是一次实现的,而是分几次任务实现的。

据介绍,天问一号飞行过程包括发射、地火转移、火星捕获、火星停泊、离轨着陆和科学探测等六个阶段。探测器发射后,将被火箭送入地火转移轨道。器箭分离后,探测器的太阳翼和定向天线将相继展开,在测控系统支持下,朝火星飞去,约7个月抵达火星。

在这个漫长的旅途中,探测器将进行深空机动和中途修正,即不断调整飞行方向。因为发射的时候方向可能对得不是非常准,飞行的过程中会调整方向,更准确地飞向火星,然后和火星交汇,由火星的重力来捕获它。刘彤杰解释。

探测器进入环火轨道并经过制动后,要进行2至3个月的环绕飞行,然后择机进入火星。在着陆前,会在着陆区上空对着陆区开展探测。接着,探测器择机实施降轨机动,着陆巡视器与环绕器分离。环绕器升轨返回到停泊轨道,为着陆过程提供中继通信。着陆巡视器进入火星大气,依次完成配平翼展开、降落伞开伞、大底分离、背罩分离、动力减速、悬停、避障及缓速下降、着陆缓冲等动作,着陆于火星表面。

着陆后,火星车与着陆平台解锁分离。火星车驶离着陆平台,开始巡视探测。着陆巡视器安全着陆后,环绕器进入中继轨道,为火星车提供中继通信,兼顾科学探测。火星车完成探测任务后,环绕器进入使命轨道,开展火星全球遥感探测,兼顾火星车扩展任务中继通信。

火星距离遥远,为了确保探测数据能有效传回地球,我国在为探月工程而建的35米测控站之外,又新建了3台30千米的测控站。这样可以4台联网天线组阵,测控能力更强,能够实现火星距地球最远4亿公里时的测控通信。刘彤杰说,这在测控技术上是很大的突破。

上面每一个环节,都不能发生丝毫错误。如果天问一号探测器能顺利地着陆在火星表面,我们将是国际上第一个通过一次发射实施火星探测绕着巡的国家。刘彤杰坦言,难度非常大,但也有信心。他认为,通过探月工程的实施,我国已具备了一步实现绕着巡的能力。

跳一跳,够得着。耿言如此形容天问一号任务的难度。

多种探测,争取对火星建立全面而基础的认识

就像人类历次火星探测一样,在去往火星的漫漫旅途中,天问一号也将接受各种考验。不过,好奇的人们已经对天问一号未来在火星上的工作充满遐想和期待。

半个多世纪以来,尽管任务艰难,但人类对火星的探测不曾却步,而且取得丰富的成果。特别发现火星曾经有水,甚至现在还存在水的若干证据,极大激发了人们在火星寻找生命的热情,也成为当前国际深空探测的热点。

虽然美国、俄罗斯等国家已经对火星进行了很多探测,但人类对火星的认识还不是很深入和全面。因此,我们根据国外的研究情况,结合中国对火星的认识,专门选取对火星的大气、气象、地质等各个方面进行探测,配备相应的科学载荷。刘继忠介绍。

天问一号的环绕器和火星车均可开展探测,环绕器携带7台科学仪器,包括高分辨率相机、矿物光谱分析仪、磁强计、次表层雷达等;火星车携带6台仪器,包括多光谱相机、表面成分探测仪、气象测量仪等。通过这些科学仪器,实现对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测,有利于建立起对火星全面而基础的认识。

此外,为保护火星,避免把地球的微生物带上火星,天问一号探测器采取了洁净化处理。比如探测器在总装厂房总装时,工作人员都要穿防护服,防止微生物沾上探测器。刘彤杰告诉记者,此次任务还成立了行星保护的领导小组,负责相关工作。

对火星的探测和研究不仅仅限于火星本身,还包括火星与太阳系的演化,以及对地球的认识。我们虽然在地球上,但仅仅在地球上去认识地球,那肯定还是不够的。刘继忠说。

当然,这一切的前提建立在天问一号能顺利抵达火星的基础上。此刻,我们只能等待。等待7个月后,天问一号从火星给我们带来问候。

(光明日报全媒体记者 陈海波)

免责声明:本文作者:“光明网”,版权归作者所有,观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储分享服务,不拥有所有权。信息贵在分享,如有侵权请联系ynstorm@foxmail.com,我们将在24小时内对侵权内容进行删除。
(104)
跳绳培训班火了:家长多一种焦虑,孩子多一
上一篇 2024年03月22日
美羊羊卡丁车小游戏(你玩过游戏天数最长的
下一篇 2024年03月22日

相关推荐

  • 一诺千金最早是形容哪个人物(一诺千金是形容西汉哪个人物)

    一诺千金的主人公是季布。季布是西汉初期楚国的一个人,他个性耿直,讲信用,他答应别人的事情就一定会做到,在当时就有“得黄金百斤,不如得季布一诺”的说法,人们用一诺千金来形容一个人说话做事非常守信用。该词出自:西汉·司马迁的《史记·季布栾布列传》...

    2023年11月26日
  • 酷派 5890(创星手机能插电信卡吗)

    可以,创星手机支持电信网络的手机才可以使用电信卡。您购买电信手机即可使用电信卡。目前支持电信网络的手机品牌有,苹果,三星,诺基亚,酷派,华为,中兴等等。还有如果需要选购电信手机,可以登录中国电信网上商城,电信版iPhone5、小米2、酷派58...

    2023年11月27日
  • 如何打开ceb文件(如何将ceb格式文件转换成pdf)

    下载一篇文档,不管用何种软件打开,发现如下图的样子,全是乱码,那么第一可能的原因就是,此文档本身就是损坏的,所以才会无法正常显示,出现这种情况,你最好要验证一下此文档的可靠性,或者再重新下载一遍再打开。2...

    2023年12月02日
  • 苏宁易购0元购规则(苏宁易购0元购是什么意思)

    0元购是指买指定的0元购商品,支付多少就会获得相应的返券,返券可以用来买商品页面提示可以用0元购的商品,单个账户每天最高可以获得300元的返券。...

    2023年12月03日
  • 格式化工厂(格式工厂在手机的哪个文件里)

    格式工厂(FormatFactory)是一款多功能的多媒体格式转换软件,适用于Windows。可以实现大多数视频、音频以及图像不同格式之间的相互转换。转换可以具有设置文件输出配置,增添数字水印等功能。...

    2023年12月03日
  • wifi密码(无线网连接显示密码错误什么原因)

    无线网连接显示密码错误的原因可能是输入的密码错误或者密码已经过期。当密码输入错误时,就会显示密码错误,应该重新输入正确的密码。另外,一些无线网络的密码可能会按一定时间周期更改,如果密码已经过期,也需要重新输入新密码才能连接。如果密码输入正确但...

    2023年12月04日
  • 凤凰火(决战平安京清姬和凤凰火哪个好)

    1.决战平安京清姬和凤凰火都各有优势,无法简单地说哪个更好。2.清姬是一个高爆发的法师角色,她的技能可以造成大量伤害并具有控制效果,适合玩家喜欢快速击杀敌人的风格。凤凰火则是一个持续输出的射手角色,她的技能可以持续输出伤害并具有远程攻击能力,...

    2024年01月01日
  • @年轻人:注意!高血压越来越多,出现这些症状速量血压

    10月8日全国高血压日一起聊聊关于高血压的那些事什么是高血压?高血压也被称为血压升高,是血液在血管中流动时对血管壁造成的压力值持续高于正常的现象。一般来说,在未用抗高血压药情况下,收缩压≥140mmHg和/或舒张压≥90mmHg,即可诊断为高...

    2024年01月10日
  • wpa2密码破解软件(wpa这个wifi加密怎么取消)

    要取消WPA加密,您需要登录到无线路由器的管理界面。通常,您可以在浏览器的地址栏中输入192.168.0.1或192.168.1.1,然后输入路由器的用户名和密码。...

    2024年05月06日
  • video converter(vr视频转换器手机版)

    目前有手机版的VR视频转换器。因为随着VR技术的发展和普及,越来越多的用户需要在手机上观看VR视频。手机版的VR视频转换器可以将普通的视频文件转换成可在VR眼镜上观看的格式,使用户可以通过手机体验VR的乐趣。此外,一些VR眼镜品牌也已经推出了...

    2024年05月10日
返回顶部