央廣網北京8月2日消息(記者張棉棉)據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞縱橫》報導,我國首次火星任務「天問一號」探測器7月23日順利升空。8月2日,「天問一號」探測器在太空中進行了火星之旅第一次軌道修正。接下來,「天問一號」將繼續在太空中獨立行進7個月左右後,到達火星並開展火星探測。在接下來的日子裡,「天問一號」有哪些關鍵任務環節?
約7個月後,「天問一號」將抵達本次旅行的終點站——火星,途中需進行多次精確的軌道修正。有航天工程師以「跨越太平洋的高爾夫」來形容任務的難度,因為如果在地火轉移軌道的近地點有1m/s的速度誤差,到火星附近時距離誤差將是10萬公裡。「天問一號」探測器到達火星附近後,將通過「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。國家航天局副局長吳豔華說:「到明年2月10日左右,我們要進入環火探測的軌位。第三階段是在環火軌道實行探測,我們要取得火星探測的全貌,各種數據、圖像,這個任務完成以後,大概明年5月份我們要實現著陸巡視探測,最後火星車要到火星表面進行物質成分等方面的一些科學探測。集成到實現,叫『繞著巡』。」
按照「繞著巡」的目標任務,探測器進入環火軌道並經過制動後,通過2至3個月的環繞飛行後首選進入窗口,其間在著陸區上空對著陸區開展探測。
火星探測器包括環繞器、著陸器和巡視器。航天科技集團八院火星探測器系統副總指揮張玉花說,因為著陸巡視器,也就是火星車與著陸器的組合體外面的構型是完整的,有一個氣動外形包裹著它不能和地面進行通信。因此,環繞器的作用是為接下來擇機釋放著陸巡視器的整個著陸過程提供中繼通信。「因為我們給著陸巡視器加注的推進器不多,它不能自己形成環火星的軌道,也不能自己奔下火星,我們的環繞器要自動進入一個奔火軌道,到了合適的速度和高度,再將它分離,讓它沿著軌道向下去。它降下去分離以後,為了保證兩器之間的安全,還要漂浮一段時間,大概半小時,再自己點火把自己拉起來,拉到原來的軌道上,做三個月的中期任務。」張玉花介紹。
火星這顆紅色的神秘星球,還有另外一個稱號——「太空飛行器墳場」,因為至今全球火星探測成功率不到一半。火星表面環境複雜,風暴的爆發和風沙的襲擊隨時都會發生,要想軟著陸在火星上是一大難題。但是,此前我國已成功模擬了著陸巡視器在火星環境下懸停、避障、緩速下降的過程,對其設計正確性進行了綜合驗證。航天科技集團五院火星探測器副總設計師賈陽說,降落的這7—8分鐘時間對整個任務來說十分關鍵:「剛開始在軌道上有每秒幾公裡的速度,最後要到火星表面上要變成零,所以『剎車』剎得還是比較狠。之後這個過程又比較複雜,比如大氣密度的變化,有沒有風、降落傘是否能正常彈開;到了要著陸的地方後,能否找到一個安全的著陸點等。整個過程的不確定性比較大。」
在順利降落到火星表面之後,火星探測器就會釋放巡視器,也就是火星車該正式登場了,火星車的設計壽命為三個火星月,相當於約92個地球日。火星車上搭載了6種有效載荷,包括地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀、表面磁場探測儀、氣象測量儀。和月球車類似,它的工作包括拍照、採樣等任務,會依次進行。賈陽介紹:「分成兩段,第一段是前15天,這個時候主要的任務就是從平臺上下來,而且還要拍相應的照片,包括車自己的照片,也包括後邊的著陸平臺的照片,接下來車要離開平臺了。剩下的就是三個月壽命裡的後半段,大概兩個半月時間裡面都是開展火星的探測,探索未知或者有感興趣的石塊、地形或者礦物成分的可能性更大一些,跟月球車是一樣的道理。」
那麼,火星車和月球車有什麼不同嗎?中國首次火星探測工程副總指揮、探月與航天工程中心主任劉繼忠表示,為了適應火星特殊的複雜環境,火星車的設計更加結實,還採用了多種高科技材料。他說:「實際上,和月球車相比,我們對火星車的動力系統等各個方面都進行了一些改進,我們還要對著陸區進行詳細勘察,給火星車更多的信息,讓它能夠走得更穩、走得更好。」