“天问一号”踏上探火征程,深空探测如何走下一步?

2020-08-06来源: eefocus关键字:天问一号  火星探测  空探测

如果“天问一号”进展顺利,我国的深空探测能力和技术水平将实现跨越式发展,成为世界第三个在火星着陆,第二个在火星巡视的国家。

 

火星是开展深空探测的首选目标

最近 20 多年以来,几乎每一个发射窗口都有火星探测器发射。今年 7 月,就有 3 个国家计划实施火星探测任务。

 

以往的探测发现了存在水的证据,火星上是否存在孕育生命条件以及火星是地球的过去还是地球的未来,成为火星研究重大科学问题。研究火星对认识地球演变具有非常重要的比较意义。

 

从工程实践来看,火星探测相对于其他的行星探测也更容易实现。再从任务周期来看,金星、火星作为地球的邻居,飞行时间大约需要 6—10 个月。而木星则需要飞行 7 年,水星也需要花费数年时间。

 

纵使探测火星远比探测月球复杂困难,我国还是义无反顾地借“天问一号”开启了火星探测之旅。

 

因为研究火星的环境变化可以对地球环境的保护带来一定程度的指导意义,对太阳系起源及演化、甚至是生命起源及演化等重大科学问题也具有重要意义。

 

 

叩问苍穹的深空之旅

塔斯社注意到,今年 4 月,中国的行星探测任务被正式命名为“天问”,首次火星探测任务命名为“天问一号”。

 

这个名字源自中国先秦大诗人屈原的长诗《天问》,象征着中华民族对求索宇宙真理的亘古之爱、对研究与创新的渴望,翻译过来即为“叩问苍穹”之意。

 

中国政府在其“十三五”规划中将太空作为研究重点,尤其是深空探索和在轨航天器更是重中之重。

 

我国首次火星探测任务 2016 年正式立项,经业界专家分析研判,最后提出一步实现“绕、着、巡”的工程目标。

 

如果 100%成功完成任务,天问一号将成为全球第一个同时将环绕器、着陆器和巡视器一次性送上火星的国家,美国也做不到,这对美国的科技自信心也是一次降为打击。

 

 

中国首次火星探测任务

北京时间 7 月 23 日 12 时 41 分,中国现役运载能力最强的长征五号火箭,在文昌航天发射中心成功执行中国首次火星探测任务“天问一号”,中国首个火星探测器搭载“长征五号”遥四运载火箭踏上前往火星的征程。

 

预计在今年年底或明年年初,探测器将在火星着陆,展开为期半年的全球性和综合性探测。

 

此次火星探测任务如果能够顺利完成,除了美国之外,中国将是第二个在火星上完成环绕、着陆、探测等任务的国家,也是首个第一次发射就成功的国家。

 

 

“天问一号”是登火第一步

遥远的地火距离,是摆在火星探测前的第一道门槛。

 

虽然着陆平台搭载的火星车,从进入火星大气层到着陆只有短短的七分钟,但从探测器上发出的电波,经过几亿公里传到地球后十分微弱,再加上宇宙噪声,很容易把传输信号淹没掉。

 

所以要完全依靠着陆器的自身本事,探测器也要有较高的自主性。

 

抵达火星之后,“天问一号”火星探测车不仅要在火星表面进行探测作业,还要将它在上亿公里之外的所见所闻传回地球。

 

在正式开展探测作业前,着陆平台要载着火星车完成大气减速下降、落火、延伸坡道。

 

 

这对自动控制、返回式降落、软着陆等技术指标,精度要求非常高。否则,探测器要么到达不了火星轨道,要么撞到火星上,要么就会飞越火星。

 

天问一号的最大亮点是:将通过一次发射,实现火星环绕、着陆和巡视三项任务,开展对火星全球性和综合性的探测,并对火星表面重点地区进行精细巡视勘察。

 

采用这种探火方式,起点高、效益高,在人类火星探测史上前所未有。

 

近段时间以来,随着“天问一号”的成功发射,我国正式开启了首次自主火星探测任务。近些年来,我国在航天事业上的大力投资,终究没有白费。

 

火星探索的起步,代表了中国在深空探索领域已确定了下一个方向,中国的行星探测形成了整体概念。

 

 

错过发射窗口将再等 2 年

之所以各国都挤在这段时间奔向火星,因为现在正值火星探测的发射窗口,如果错过,下一次就等到到 26 个月之后了。

 

这和地球与火星的公转周期有关,因为两颗星球的公转速度不同,相对距离在在不断变化,最近时有 5500 万公里,最远时超过 4 亿公里。

 

每隔约 780 天太阳、地球和火星才会处在一条直线上,这时地球距离火星距离最近,也就是所谓“火星大冲”。

 

“霍曼转移轨道”是目前探测火星最节省燃料,也是最高效的一条飞行路径,这一路线同样需要太阳、地球和火星处于相对合适的位置,但并不是在连成一线时,周期同样是 26 个月左右。

 

 

深空探测下一步怎么走

我国探月工程的经验,以及大推力运载火箭、超 1 亿公里测控等技术的突破,都为火星探测任务奠定了坚实基础。

 

火星探测作为开放性的科学探索平台,包括港澳地区高校在内的全国多地研究机构积极参与了研制过程,我国也与欧空局、法国、奥地利、阿根廷等国家和组织开展了多项合作。

 

国家航天局已经与 40 多个国家签署了 100 多份合作协议。国家航天局愿意与发达国家、航天大国进行合作,也愿意和一些发展中国家合作。

 

如果“天问一号”任务取得成功,中国计划将宇航员送往火星。而且,除探索火星任务外,我国还计划在 2022 年之前发射一个永久性的空间站,并正在考虑在 2030 年代向月球发射载人探测器。

 

 

结尾:

尽管地火距离更远、着陆技术难度更大、工程的复杂程度更高,但中国在探月任务中,积累了大量的深空探测经验,天问一号或将进一步缩短中国与美国、俄罗斯等在深空探测技术方面的差距。

 

中国尚未超越美国的地外成就,但中国的火星探测任务表明,这两个航天大国之间的技术差距正迅速缩小。

关键字:天问一号  火星探测  空探测 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qrs/ic505516.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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