7月23日,我國在海南島東北海岸中國文昌航天發射場,用長徵五號遙四運載火箭成功發射首個火星探測器天問一號。
火箭成功將探測器送入預定軌道,這意味著中國躋身世界一流航天強國了嗎?這對中國將會有什麼好處?
中國發射的首個火星探測器,還實現了首個記錄,未來中國可移民火星,甚至在火星建立人類基地,而&34;火星探測任務的最大亮點是通過一次發射實現火星環繞,著陸和巡視三項任務。就是一次完成&34;這在人類火星探測史上是前所未有的採用這種&34;的探火方式,起點高 、效益高 、但挑戰大。
目前只有美國完成過&34;的探火方式,如果成功了,中國將在深空探測能力上實現跨越式發展,成為世界二個真正在火星上實現著陸和巡視的國家。
近些年來,隨著科技、經濟的飛速發展,我國已在月球探測方面取得了長足的進步,為技術難度更大的火星探測奠定了堅實的基礎。通過探測火星,能深化我國對火星乃至太陽系的科學認知,推進比較行星學等重大問題研究,掌握火星的第一手信息,加速我國重大原創性的空間科學成果問世,為人類全面而深入認識火星做出自己的貢獻。使我國由火星知識的使用國,逐步變成火星知識的產生國。
&34;的環繞器攜帶了7臺科學載荷,可用於對火星開展全球性普查性綜合探測,並為巡視器提供中繼通信鏈路。火星車攜帶了6臺科學載荷,可用於在著陸區開展區域性精細性巡視探測。所以,從科學上講,&34;是對火星形態,地質學、礦物學、空間環境,土壤和水冰分布等進行研究的最全面的任務。
另外 通過&34;探測火星,不僅能極大拓展我國對火星的認知,而且可以牽引和帶動我國航天和相關高科技技術的快速發展。這次火星探測起點很高,難度極大,必須採用許多新技術才行。因此它帶動了不少新技術,新材料和新器件的發展,促進了大批創造性的發明和技術應用。
據悉 在&34;火星探測器中,就使用了我國獨立自主研發的多項&34;。例如,火星車使用的熱控材料,是新型保溫材料——納米氣凝膠,它很輕,隔熱性能很好。這些新技術,新材料和新器件等反過來又可用於國計民生,為國家經濟社會發展,人類生活質量改善提供源源不斷的創新活力。最關鍵的是中國將在這次火星探測任務中論證先進的宇宙深空通訊技術,為以後在月球和火星建立人類基地打下基礎。
我們都知道通訊需要一個過程距離越近通訊速度越快,反過來一樣的道理。火星是太陽系由內往外數的第四顆行星,就在地球的旁邊,地球是第三顆行星,但是最近距離也要5500萬公裡,由於距離遙遠,地球與火星之間的信號傳輸會有長時間的時延,當火星離我們最遠時,從地球發一個指令要20多分鐘才能到達火星。
即使在距離最近時也要幾分鐘才能到,遠比從地球上發指令到月球上的時間長得多。國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤傑解釋,時延比較長給火星探測的測控通信帶來很大挑戰。探測器在火星著陸時間僅7分鐘左右,由於時延,無法實時操控,探測器必須自主完成著陸。
探測器在火星表面軟著陸,是火星探測中最難的,要經歷&34;,先是氣動減速段,然後是傘降減速段,接著是動力減速段,最後是著陸緩衝段這幾個階段。都必須嚴格按程序執行,否則&34;。
為了安全著陸火星,2019年11月14日,我國在位於河北懷來,亞洲最大的地外天體著陸綜合試驗場,地外天體著陸綜合試驗場,成功模擬了著陸器在火星重力環境下,懸停、避障、緩速下降的過程。對其設計正確性進行了綜合驗證,也為火星探測任務的如期實施奠定了堅實的基礎。
由於火星環境複雜、惡劣,探測器在著陸後也不是萬事大吉,例如,因為火星探測器遠離太陽,它所受到的太陽輻射強度大大減弱,而且火星上溫度很低,赤道上的平均溫度只有-23°C,這些對火星車的能源系統,溫控系統等提出了很高的要求。
據我國火星車專家賈陽撰文介紹,我國火星車除裝有光電轉換效率較高的4塊太陽電池板外,在其頂部還裝有一個像雙筒望遠鏡樣子的設備,叫作集熱窗。它可以直接吸收太陽能,然後利用一種叫作正十一烷的物質儲存能量。白天,火星溫度升高,這種物質吸熱融化,到了晚上溫度下降,這種物質在凝固的過程中釋放熱能,這樣效率可以達到80%以上。
目前中國發射的&34;,只是成功了第一步,後續能否順利登陸火星,還有待觀察。而火星距離地球最遠時有4億公裡,最近時大約5500萬公裡,作為對比,月球離地球最近時36萬公裡,最遠時40萬公裡。也就是說,即使火星離我們最近時,也要比月球遠一百多倍。人類探測器從地球飛到火星大約需要7個月的時間,7個月後讓我們祈禱&34;能順利登陸火星。
火星之所以備受關注,除了上面的資源,還有火星上的水。火星跟地球有類似特點,根據科學家的研究,發現火星南極有一處地下鹹水湖,這對於研究火星是否存在生命體是非常重要的參考。
另一方面火星是太陽系中唯一可以適用人類進行相關科學研究的行星,對於研究地球類似情況有非常重要的參考依據。未來人類技術成熟後,極有可能在火星建立人類基地,讓人類移民火星。中國作為世界一流強國行列,當然要為子孫後代做好打算,畢竟地球未來也有可能遭遇不測的一天,在火星上留下中國人可以繼續生存下去。這並非天方夜譚,人類是太陽系中唯一的高等智慧生物,要為人類可持續性發展打基礎,移民火星就是其中之一。
另一方面,火星引力沒有月球那麼小,有沒有地球那麼大,人類可以考慮在火星建立宇宙飛行器工廠,相比較於地球,從火星發射宇宙飛行器要容易的多。載重能力和起飛重量都能得到大幅提升,同等情況下,從火星發射的飛行器可以飛的更遠,提高了人類尋找適合生存的外行星的機率。
中國發射&34;,不僅是在為中國人某福利,也是在為地球上的全人類謀福利。中國還計劃在2028年到2030年之間,發射&34;火星探測器,&34;將對火星上的物質進行採集回收,並返回地球,這有助於人類對火星更深層次的了解。
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