「探火」大軍又添新人：阿聯成功發射探測器，拉開火星探測序幕

北京時間2020年7月20日凌晨5點58分，阿聯首顆火星探測器「希望」號由日本運載火箭發射升空，發射地點位於日本的種子島航天中心。

根據軌道設計，該探測器要經過大約200天的飛行，2021年2月份才能抵達火星。其主要的科學目標是研究火星氣候演變以及天氣狀況，例如沙塵暴等。希望號團隊表示，這是第一顆真正的火星氣象衛星。設計壽命為2年。

希望號探測器的組成和科研目標

希望號探測器由阿聯和美國科羅拉多大學波德分校聯合研製，重1.35噸，大小與一輛轎車相仿。由兩個太陽能發電板供電，總功率1.8千瓦，這和家用電水壺的功率差不多。探測器搭載有直徑1.5米的高增益天線以及若干低增益天線。此外，探測器利用恆星跟蹤定位儀來進行導航。

上面我們提到，探測器重1.35噸，其中接近一半的重量為燃料，燃料主要用於6臺推力為120牛頓的發動機進行變軌使用。探測器的姿態調整採用的是動量輪裝置，動量輪的原理並不複雜，就是利用不受外力矩系統的角動量守恆的原理，當輪子順時針旋轉的時候，探測器就向逆時針轉動。這種裝置可以不用消耗燃料進行探測器的姿態調整，是一種在太空中普遍使用方法。希望號探測器搭載有三種主要的儀器，他們分別是：

1. 探索成像儀（EXI）：這是一種多波段相機，能夠拍攝高解析度圖像，可以對火星大氣中的水蒸氣、冰晶、沙塵、氣溶膠以及臭氧進行測量。

2、紅外光譜儀（EMIRS）：用於測量火星大氣中的水蒸氣、冰晶和沙塵的溫度。

3、紫外光譜儀（EMUS）：用於測量火星的全球特徵和火星大氣熱層的變化，為了解開氫和氧的丟失問題。

日本提供運載火箭

H-IIA運載火箭直徑4米，高度53米，屬於捆綁式兩級火箭。火箭芯級採用氫氧發動機，外加2或4枚固體火箭助推器（根據執行任務不同進行調整）。近地軌道的運載能力為10到15噸，地球同步轉移軌道的運載能力為4到6噸。

H-IIA火箭的運載能力與我國的長徵三號乙火箭相當。長三乙是我國主力運載火箭，發射載荷主要為地球靜止軌道通信衛星、氣象衛星、北鬥導航衛星和月球著陸探測器等。

美國提供深空測控網

火星探測器離開地球，在飛往火星的過程中需要精確測控。由於探測器的距離很遠，發出的信號隨著距離的增加而衰減，這就需要有強大的深空測控能力。阿聯目前尚不具備這種能力，因此需要美國幫助測控和信號回傳。

美國深空網（DSN）是由美國噴氣推進實驗室管理的一個先進的測控網，是為了對執行月球、行星和行星際探測任務的太空飛行器進行跟蹤、導航與通信而建立的地基全球分布測控網。

為了克服地球自轉影響，實現對深空太空飛行器的連續跟蹤，深空網的布局通常是在全球範圍內經度上間隔120度布站，這樣就可以確保對距離地球表面距離在3萬千米以上的太空飛行器進行連續跟蹤。

美國NASA深空網由在全球按經度間隔120°分布的三個深空通信綜合設施組成，分別位於美國加州的戈爾德斯通、西班牙的馬德裡和澳大利亞的坎培拉，深空網的操作控制中心位於美國加州帕薩迪納的噴氣推進實驗室（JPL）。NASA深空網是目前世界上規模最大、能力最強的深空測控系統。