我國火星探測器「天問一號」發射,和其他國家相比,亮點在哪裡?

2020-07-24 鍾銘聊科學

據媒體報導,我國計劃在海南文昌航天發射場,發射火星探測器天問一號,此次發射我國的野心很大,想要一次性實現火星環繞,著陸以及巡視,在國際上還沒有先例。而這三個目標的難度之高,也超過了任何以往的火星探測器發射。

天問一號

此次我國的火星探測器名叫「天問一號」,來源於我國偉大詩人屈原的楚辭《天問》,寓意是探求科學真理徵途漫漫,追求科技不斷創新永無止境。此次的圖形表示以「九天攬月」為標識。標識中太陽系8大行星依次排列。

我國火星探測器「天問一號」發射,和其他國家相比,亮點在哪裡?

其實,不光只有我國的火星探測器天問一號進行發射,阿聯以及美國也在今年發射火星探測器,而且阿聯已經發射了。

之所以今年各國扎堆探測火星,是因為今年7-8月屬於發射火星探測器的窗口期。火星與地球的距離並不是一成不變的,在距離最遠的時候火星與地球的距離大約是4億多公裡;而在距離較近時,只有5500萬公裡。今年10月火星距離地球的距離最近,儘管此時探測火星耗費的時間以及路程就較小,但人們還是選擇7月發射火星探測器,因為此時發射所需要的燃料最少。如果錯過了今年,需要26個月才能再次迎來火星發射的窗口期。

我國火星探測器「天問一號」發射,和其他國家相比,亮點在哪裡?

火星環繞

由於火星距離地球非常遠,所以需要等到來年2月份天問一號才能抵達火星,然後執行第一階段的任務:火星環繞。

火星環繞就是天問一號圍繞著火星公轉,就像是火星的人造衛星一樣。這其實對天問一號的技術要求特別高。

我們知道,天問一號在抵達火星時,速度非常高,而想要圍繞火星環繞,需要在飛到火星附近時,調整自己的速度,以便讓自己被火星引力捕捉。

我國火星探測器「天問一號」發射,和其他國家相比,亮點在哪裡?

調整速度這件事情在我們看來不難,但實際上探測器上沒有人類操作,不能根據人類對周圍情況的判斷而調速,只能依靠人工智慧。這是因為火星距離地球非常遠,而人類控制探測器主要運用的是電磁力,而電磁力傳播速度是有上限的,想要從火星將信號傳輸到地球上,至少需要22.3分鐘才能傳輸給地球(距離較近時),而人類發出指令傳輸給天問一號,又需要22.3分鐘才能傳輸給天問一號。

由於信號的延遲,使得人類無法直接操作天問一號,只能依靠天問一號系統中的內置計算機計算,以及人類提前計算好的數據來操作,難度非常大。

我國火星探測器「天問一號」發射,和其他國家相比,亮點在哪裡?

火星著陸

火星著陸的過程只有7分鐘,在航天史上又被稱為「恐怖7分鐘」,火星探測器的失敗率最高的環節就是這一步了,人類歷史上一共發射了40多顆探測器,但只有8顆成功登陸並工作。

火星著陸的失敗率之所以這麼高,是因為火星表面有大氣層,但是大氣層只有地球的1/10。地球的大氣層較為濃密,所以當返回艙降落到地球表面時,使用隔熱罩並且用降落傘就可以將返回艙安全著陸。

我國火星探測器「天問一號」發射,和其他國家相比,亮點在哪裡?

但是火星不同,由於火星上有大氣層,所以在進入火星大氣層時會產生高溫,需要用隔熱罩進行隔熱,而隔熱罩有重量,會增加探測器的下落速度。然而火星的大氣密度不高,所以空氣阻力也不大,僅憑降落傘無法將探測器速度降下來,需要用到其他輔助設備,而這些設備也只能依靠人工智慧,因為信號的延遲使得人們根本沒辦法直接控制。

從這裡你也看出來了,信號的延遲是阻礙人類探測火星的一大阻力,這也是為什麼NASA計劃在未來幾年要開展載人登陸火星的原因,就是為了人類能實時操作。

我國火星探測器「天問一號」發射,和其他國家相比,亮點在哪裡?

火星探測

探測器在著陸時,要考慮到自己的著陸地點,這是因為探測器主要依靠太陽能產生能量,如果降落地點過於複雜,無法接收到太陽能,那麼探測器將會因失去能量而罷工。除此之外,過於複雜的地形不利於探測器探測。

我國火星探測器「天問一號」發射,和其他國家相比,亮點在哪裡?

火星探測器抵達火星表面後,就會開始探測火星表面的信息,比如:土壤成分,大氣成分,水,生物信息以及其他的信息等。此時火星探測器需要把信號傳輸給地球,但它們不是直接將信號傳遞給地球,而是在火星上方會有一個環繞器,由它來接受火星探測器的信號,並發射給地球。

總結

在火星探測領域,我國屬於後來者,但這並不意味著我國在探索火星領域上的技術是落後的,反而是我國具有後發優勢,在探測火星時,可以使用最新科學成果用於探測火星。

我國此次火星探測任務集:環繞、著陸、探測於一身,在人類歷史上從來沒有國家敢這樣做過,如果我國火星探測計劃能夠成功,這意味著人類在探索火星上又向前走了一大步。

相關焦點

  • 相比之前的火星探測器天問一號先進在哪裡?跟美國比呢?
    隨著美國宣稱要私有化月球,並且在本月初和日本聯合聲明要重回月球,月球探測似乎在升溫,而最近比月球探測更困難的火星探測又熱鬧起來。7月23日下午12時41分,我國天問一號成功發射升空,而在短短半個月,中國、阿聯、日本、美國相繼發射火星探測器。為什麼人類對火星這麼著迷?對比印度、日本甚至美國的火星探測計劃,我國的天問一號是否更先進?先進在哪裡?
  • 火星,央企來了!「天問一號」火星探測器成功發射
    這是長徵五號運載火箭首次執行應用性發射成功將天問一號火星探測器送入預定軌道天問一號將實現對火星「繞」「著」「巡」三合一「天問一號」火星探測器由著陸巡視器和環繞器組成,著陸巡視器包括進入艙和火星車。縱觀所有任務,火星探測器成功著陸率僅為18%。「天問一號」任務以環繞器環繞火星、火星車著陸火星表面並開展科學探測為圓滿成功標誌。任務成功後,我國將是國際上首次通過一次任務實現火星環繞和著陸巡視探測的國家,是國際歷次火星探測任務中攜帶科學載荷能力最高的國家,成為第二個實現火星車安全著陸和巡視探測的國家。
  • 「天問一號」探測器成功發射,我國首次火星探測任務啟航
    本報訊(記者 張航)昨天12時41分,我國在文昌航天發射場用長徵五號遙四運載火箭成功發射首次火星探測任務「天問一號」探測器。火箭成功將探測器送入預定軌道,開啟火星探測之旅,邁出了我國行星探測第一步。據了解,「天問一號」探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月後,到達火星附近,通過「剎車」完成火星捕獲,進入環火軌道,並擇機開展著陸、巡視等任務,進行火星科學探測。
  • 我國首個火星任務發射成功,「天問一號」的意義及鮮為人知的背後
    就在剛剛,我國首個火星探測任務「天問一號」,搭載我國長徵五號運載火箭從海南文昌點火發射,成功的進入預定軌道,奔向火星,萬眾沸騰!3、是綜合國力的體現,探測火星可以展示我國綜合國力,增加民族自豪感、增加國家的國際影響力等。相對於其他國家的火星探測任務,我國「天問一號」有哪些亮點呢?1、首次發射便要一次實現「繞落巡」,攜帶了火星軌道器及火星車。
  • 「天問一號」發射現場燃爆!它的使命和其他火星探測器有啥不一樣
    就在剛剛,2020年7月23日12時41分,我國首次火星探測任務「天問一號」火星探測器在海南文昌航天發射場發射升空,發射現場非常壯觀! 我國的「天問1號」剛剛成功發射,而大洋彼岸的美國宇航局的下一個火星車「毅力號」也將於7月30日發射升空。火星探測器扎堆發射,那麼,探測器是如何被送往火星的,到達火星後它又如何工作?人工智慧能幫助「天問一號」克服哪些困難?中、美、阿聯的火星探測在哪些方面存在差異?
  • 我國首次火星探測任務探測器「天問一號」發射成功
    2020年7月23日12時41分15秒,我國首次火星探測任務「天問一號」探測器在文昌航天發射場由長徵五號遙四運載火箭實施發射,在飛行2167秒後進入地火轉移軌道,器箭分離正常,探測器太陽翼展開正常,發射任務取得圓滿成功。受天體運行規律約束,火星探測窗口每26個月一次,且窗口期較短。
  • 天問一號探測器即將發射,我國有望加入火星俱樂部
    根據西昌衛星發射中心發布的消息,「天問一號」探測器將於7月20日至25日在中國南部海南文昌航天發射場擇機發射。天問系列是我國對行星探測任務的命名。我國首次對火星進行探測的太空飛行器命名為「天問一號」。它是在今年4月24日正式確定命名的,源於屈原長詩《天問》,承載著中華民族對真理追求的堅韌與執著。
  • 「天問一號」成功發射!我國首個火星探測器趕在美國之前奔向火星
    今天中午12點40分,在海南文昌火箭發射中心,長徵五號順利點火併成功地將我國首個自主的火星探測器送進地火轉移軌道,目前火箭已經進入二級滑行階段,箭器分離後「天問一號」將朝著火星飛去,將在2021年2月份到達火星!
  • 天問奔火:我國首次火星探測任務「天問一號」探測器成功發射
    天問奔火我國首次火星探測任務「天問一號」探測器成功發射2020年7月23日12時41分,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將我國首次火星探測任務「天問一號」探測器發射升空(見圖,新華社記者 才揚 攝),飛行2000多秒後,成功將探測器送入預定軌道,開啟火星探測之旅,邁出了我國自主開展行星探測的第一步。
  • 我國首次火星探測任務「天問一號」探測器成功發射
    2020年7月23日12時41分,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將我國首次火星探測任務「天問一號」探測器發射升空,飛行2000多秒後,成功將探測器送入預定軌道,開啟火星探測之旅,邁出了我國自主開展行星探測的第一步。探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月後,到達火星附近,通過「剎車」完成火星捕獲,進入環火軌道,並擇機開展著陸、巡視等任務,進行火星科學探測。
  • 祝賀我國「天問一號」火星探測器今天發射成功!
    據《人民日報》號外報導,今天(2020年7月23日)我國成功發射了「天問一號」火星探測器,在此表示熱烈祝賀!祝福祖國!另外,中國郵政今天也發行了一枚「天問一號」火星探測器發射成功的紀念封!著名書法家李建先生為火星探測器書寫了「天問一號」和「天問」兩幅書法作品,並被中國航天局選用,祝賀李建先生!
  • "天問一號」的成功發射,標誌著我國邁出探索火星的第一步
    這一刻必將被歷史銘記,今天我國「天問一號」實現探火夢。為什麼我們國家的火星探測器叫「天問」呢?在太陽系八大行星中,火星是除了金星以外距離地球最近的行星,和其他行星相比,火星擁有和地球類似的生存環境。火星表面平均溫度大約是-55℃,夏季白天溫度可達27℃,冬季最低溫為-133℃,看起來不適合人類生存,但是和金星水星等其他星球相比,這已經是除地球外
  • 我國火星探測器「天問一號」發射成功,讓火星見證中華民族的崛起
    我國首顆自主打造的火星探測器「天問一號」,已在2020年7月23日12:41,搭載了長徵五號遙四運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空。,時間上差別也比較大,所以火星距離地球時近時遠,最近時約5400多萬公裡,最遠時則在3億公裡以上,因此為了節省燃料,需要在火星靠近地球時發射火星探測器,而火星每26個月靠近地球一次,今年的7和8月份是發射火星探測器的窗口期,因此諸多有探火計劃的國家都選擇在這個時候發射,不過歐洲和俄羅斯的探火計劃已經由於資金和技術的原因推遲,而阿聯與日本合作的火星探測器已經發射,美國的希望號火星探測器也將會在近期發射
  • 天問一號探測器發射升空火星,我們來了
    中央紀委國家監委網站 劉廷飛2020年7月23日12時41分,長徵五號遙四運載火箭託舉著我國首次火星探測任務「天問一號」探測器,在中國文昌航天發射場點火升空這是長徵五號系列運載火箭的第五次發射任務,也是首次執行應用性發射任務。此前,長徵五號遙三和長徵五號B遙一火箭連續發射成功,標誌著長徵五號火箭關鍵技術瓶頸已經完全攻克,火箭各系統的正確性、協調性得到了充分驗證,火箭可靠性水平進一步提升。
  • 火星,我們來了!天問一號探測器發射升空
    來源:中央紀委國家監委網站中央紀委國家監委網站 劉廷飛報導2020年7月23日12時41分,長徵五號遙四運載火箭託舉著我國首次火星探測任務「天問一號」探測器,在中國文昌航天發射場點火升空。這是長徵五號系列運載火箭的第五次發射任務,也是首次執行應用性發射任務。
  • 【中國「天問一號」火星探測器發射升空】今天我國在海南島東北...
    【中國「天問一號」火星探測器發射升空】今天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次火星探測任務天問一號探測器。火箭成功將探測器送入預定軌道。天問一號探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月後,到達火星附近,通過「剎車」完成火星捕獲,進入環火軌道,並擇機開展著陸、巡視等任務,進行火星科學探測。
  • 海南文昌:我國首個火星探測器「天問一號」發射升空
    2020年7月23日12時41分,海南文昌,長徵五號遙四運載火箭託舉著我國首次火星探測任務「天問一號」探測器,在中國文昌航天發射場點火升空。天問一號火星探測器將在地火轉移軌道飛行7個月後,到達火星附近。本次搭載的是「天問一號」火星探測器。這是我國首次自主探測火星,要通過一次任務實現火星環繞、著陸和巡視,難度係數非常高。
  • 中國首個火星探測器天問一號發射成功!
    剛剛,中國火星探測任務「天問一號」成功發射,開啟了我國對火星的首次探測之旅,中國的深空探索又向前邁進了一步。北京時間 2020 年 7 月 23 日 12 時 41 分,長徵五號遙四運載火箭託舉著我國首次火星探測任務「天問一號」探測器,在中國文昌航天發射場點火升空。火箭飛行約 2167 秒後,成功將探測器送入預定軌道,開啟火星探測之旅。
  • 火星探測器在文昌發射升空,「天問一號」成功發射意味著什麼?
    7月23日,中國火星探測器「天問一號」在海南文昌衛星發射基地,由長徵五號遙四火箭發射升空,這是中國首次執行火星探測任務,任務目標是通過一次發射任務,實現火星環繞、著落和巡視探測,可謂而中國此次的火星探測任務「天問一號」的任務目標是通過一次發射,實現火星環繞、著陸和巡視探測,即在第一次嘗試中一次性完成「繞著巡」任務,開展火星全球性和綜合性探測,並對火星表面重點地區精細巡視勘查。
  • 我國發射火星探測器天問一號!美歐都發來祝福
    「萬戶飛天"我國發射火星探測器的意義細數世界範圍的深空探測,美國的深空探索早已把目標放向了太陽系之外;新興發展起來的國家比如印度,發射的曼加裡安號火星探測器在2013年成功著陸,成為亞洲第一位成功著陸火星的探測器。