宇宙中蘊含著無窮無盡的資源和財富,如果能夠將宇宙中的資源為人類所用,那麼人類文明將迎來新的紀元,因此探索宇宙是人類科學最高的追求之一。而在所有人類能夠到達你的星球中,對火星進行探測的難度比月球高,但又在人類可以達到的範圍之內,故對火星進行登陸探測,可以看作是目前人類技術水平下可以達到的最高成就之一。
此前這麼多年來,有能力將火星探測器送上火星的國家只有美國,而且目前所有發射的44個火星探測器,只有8個成功著陸火星。現在,中國有希望為火星送上第九個成功登陸的探測器,據環球時報7月23日消息報導,中國首次執行火星表面探測任務的天問1號探測器,在海南島東北海岸中國文昌航天發射場成功發射。長徵5號火箭攜帶著火星探測車,成功地升上了天空,預計在200天以後,也就是七個多月之後將會抵達火星表面。
值得注意的是,這一次發射成功,代表中國很有可能在今年的火星探測計劃中領先美國。由於軌道運轉原因,人類可以發射探測器探測火星是有時間期限的,如果今年8月中旬美國還不能發射火星探測器,那麼他們將在未來的兩年內失去發射機會,從而在探測火星的新計劃上落後中國兩年。現在中國長徵5號火箭的發射成功,無疑意味著中國邁出了探測火星的第一步,同時也可能為中國帶來領先美國的優勢。然而,火箭發射的成功只是個開始,接下來的困難仍然很多。事實上與發射火箭相比,在火星表面成功軟著陸才是更大的問題。此次火星探測飛行,共需要分六步走:
①發射升空,②進入地火轉移段,③火星捕獲段,④火星停泊段,⑤離軌著陸段,⑥科學探測。
有人對登陸火星的難度打造一個形象的比方,那就是將一顆高爾夫球從數千公裡外打入另一個球場的球洞中,雖然這樣的比方有些誇張,但確實在很大程度上說出了事實。即使是在合適的窗口氣發射,火星和地球的直線最短距離也有足足5500萬公裡,而探測器的總飛行裡程將達到1.93億公裡,相比之下地球到月球才40萬公裡。火箭奔向火星的過程其實不難,但切入火星大氣層就很有困難了,如果切入角度過大,可能無法被火星引力捕獲,從而導致和火星擦肩而過,而那就意味著前功盡棄。如果切入角度過小切入點過近,都有可能引發墜毀。因此,以何種角度何種距離切入,都需要進行大量的複雜計算。
而在進入火星大氣層之後,如何完成軟著陸又是一個巨大的挑戰。探測器剛剛進入火星大氣層時,速度超過10馬赫,那簡直是洲際飛彈的速度。這個過程中,需要依賴火星大氣層來逐漸減緩速度。到了末端,速度仍然超過音速,需要在這個條件下令探測器本身打開降落傘進一步降低速度,最後再點燃反衝火箭提供一個推力,從而讓火箭平穩地降落在火星表面。上述工作一看就難,哪一個環節都有可能出現問題。科學家甚至對這段刺激的時間起了個外號,叫做「恐怖七分鐘」,可見其難度之大。
就在幾個月前,印度發射的月球探測器,就因為在最後的著陸環節出現問題,以至於月球探測器被直接砸在月面成了廢品。當然,只要技術過硬,所有操作都能按照無數次的演練依據設定進行,火星探測器還是可以平穩降落,對於中國航天我們還是可以保持信心,期待半年後好消息的到來。