經過逾6個月的飛行,美國洞察號火星探測器終於在北京時間2018年11月27日03:56在火星安全著陸。洞察號是2018年5月5日由宇宙神5號火箭發射升空的。這是美國首次從西海岸的范登堡空軍基由西向東發射空間探測器,原因是宇宙神5號的推力足夠大,發射窗也更為適宜。
整個任務分為發射、巡航、進入下降和著陸(EDL)、表面操作等四個階段。它是第一個探測火星深層的太空飛行器,將通過傾聽火星地震和測量它的熱量輸出來研究火星的內部結構,揭示巖質行星的形成,填補火星地球物理空白,更好地了解其他巖石行星(包括地球)是如何誕生的。
1、探測火星不容易
至今,人類已發射了40多個火星探測器,成功率約50%,所以火星被稱為「探測器墳場」或「死亡星球」。其主要原因是火星距地球遙遠,探測器要飛幾億千米才能到達火星,所以對軌道、控制、通信和電源等技術都提出了很高要求。
例如,探測器進入火星軌道的難度被比喻為從巴黎打一個高爾夫球,正好落到東京的某個球洞裡。這是由於通信延時很長,所有數據都要提前注入。在探測器切入火星軌道過程中,如果切入點離火星過遠,則不能被火星的引力捕獲而掠過火星;如果切入點離火星太近,則可能墜毀於火星大氣層。
火星環境複雜、惡劣也是造成火星探測器經常「陣亡」的主要原因。火星大氣密度只有地球大氣密度的1%,因而輻射嚴重。火星上的沙塵暴也很大,有時是地球上12級颱風的6倍,時間可達半年,今年機遇號就是因沙塵暴而「犧牲」(最新消息:還有可能復活)。
今年因沙塵暴而停止工作的美國機遇號火星車
2、在火星著陸更難
探測器在火星表面著陸的難度更大。因為在探測器進入火星大氣時離地球很遠,遙測和遙控信號比較微弱;另外,當探測器運動到火星背面時,地球上無法準確地確定其軌道參數,這就給再入高度的選擇帶來困難。
進入火星大氣層後,探測器防熱措施如何?降落傘、氣囊和緩衝火箭能否按程序工作,都至關重要,必須非常精確,整個過程要經歷所謂的「恐怖7分鐘」。一名美國科學家曾形容火星探測器著陸時的心情,就好像丈夫在產房外等待妻子分娩一樣。所以,探測器在火星著陸的技術十分複雜,每個環節都不能有閃失。許多探測器都因此功虧一簣。
例如,1999年9月23日,美國「火星氣候軌道器」在即將進入預定軌道前燒毀後,原因是在軌道切入操作中,由於英制和公制單位的混淆而造成導航誤差,使其飛離火星太近而燒毀。
本文來源:騰訊科技 作者:龐之浩 責任編輯:顧銘