文/M叔
圖侵刪
我國火星探測器「天問一號」,將於2020年7月23日發射,預計明年2月會到達火星軌道。7月15日,天問一號經過各方調試完畢,已按計劃到達海南文昌發射場就緒。
天問一號名字的由來非常具有意義,源於自戰國時期詩人屈原的長詩《天問》,這個名字恰到好處,要知道在中國古代天文學稱火星為「熒惑星」---發光使人疑惑的星星。既然你讓我疑惑,那麼我就問。這一惑一問,是不是對應得恰到好處?
當然,選擇7月份就不是為了應景。熟悉天文的朋友知道,火星的一年是687天,而地球是365天左右,它們的公轉軌道由於公轉周長和速度各不相同,所以只有在7月底到8月初的半個月時間,有一條最近又最省燃料的飛行方案。
天問一號探測器將由中國的長徵五號火箭裝載,進行發射。探測器上將裝載13個有效載荷(直接執行特定任務的儀器)。其中包括著陸器、巡視器、探地雷達(SPR)、通訊設備、地表磁場探測器、氣候探測儀等等。
裝載這麼多儀器是因為天問一號有雄心勃勃的太空任務,它會成為第一個一次性完成「繞、落、巡「的探測器。
也就是說,天問一號這次的任務包含以下幾項主要任務:
天文一號被長徵五號運載火箭發射至地火轉移軌道,與運載火箭分離後,探測器將進行軌道機動,在距離火星400公裡處開始減速,被火星的引力捕獲,開始圍繞火星旋轉。
當著陸的時機出現後,著陸巡視器與環繞器分離。著陸巡視器開始分入火星大氣,利用發動機、氣動、降落傘三次減速和著陸腿的緩衝作用,軟著陸於火星表面。最後,火星車駛離著陸平臺,在火星表面開始巡視探測。
在整個任務中,最關鍵的是登錄火星時的8分鐘。
首先,探測器會瞄準進入火星大氣層的一個窄窄的進入走廊,進入的時候角度太大會導致與大氣摩擦溫度升高過於劇烈,角度太小又實現不了進入火星大氣層的目標。接下來探測器以每秒4.8公裡的速度進入火星大氣,開始啟動減速裝置,大約5分鐘後,速度只剩下每秒460米。
接著,專用降落傘展開,進入艙的速度持續降到每秒100米,剩餘一分鐘還需要一點運氣,因為火星表面風速太大影響著陸點的精度,甚至影響著陸安全。
再繼續,降落傘完成使命,探測器把大底和背罩拋掉,露出著陸平臺和火星車。平臺上的大推力發動機開始工作,進一步減速,高度100米的時候速度基本上降到零,便於探測器觀察地面,尋找最安全的具體著陸地點。
最後一點能量,要靠四條著陸腿裡的緩衝吸能材料,把著陸時的衝擊力緩衝掉,保證探測器不發生側翻,平穩著陸在火星表面。
由於整個過程只有8分鐘,是不來不及由地面控制指揮的,全靠探測器本身的智能設備進行自動操作。
我國在1970年4月24日才成功發射第一顆人造地球衛星,而美國在五年前1969年就實現了登月計劃。在阿聯、印度、以色列等國家都發射了火星探測器後,中國才首次開啟火星之旅。
中國知道自己落後了,所以在這50多年的時間我們臥薪嘗膽,研製和發射了200餘顆太空飛行器。
這次天問一號,也將為中國航天創造歷史。
我們能趕上!我們一定會趕上!
天問一號,我們會為你加油!