央廣網北京9月12日消息 據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞晚高峰》報導,據中國國家航天局探月與航天工程中心發布的消息,截至9月11日上午9點,中國首次火星探測任務「天問一號」探測器飛行路程達1.37億千米,距離地球約1530萬千米。目前,探測器姿態穩定、能源平衡,相關工作按計劃穩步推進。
那麼進程怎麼樣?按時間來算,「天問一號」探測器飛到火星需要200多天,那麼,從7月23日,探測器發射升空算起,已經飛行了50天左右,完成了總時長的大約四分之一。從距離上算,按照專家的估算,到達火星時,「天問一號」實際飛行路程大約4.7億公裡,也就是說現在已經大概到了三分之一的路程位置。
中國科學院國家天文臺研究員鄭永春表示,這段時間,探測器處於無動力飛行狀態。鄭永春說:「雖然我們知道這個距離好像非常遠,都是以億來計算的,但實際上火星在往前走,太空飛行器也在往前走,地球也在往前走,它們都在往前走的時候,相互之間的距離在逐漸拉大,它跟地球之間的距離越來越遠,它跟火星之間的距離越來越近,所以到現在為止,太空飛行器離地球的距離是1530萬千米。目前各種姿態的情況都是非常正常,所以它正在升空中無動力飛行。所謂無動力飛行就是不需要消耗燃料,不需要點火推動。我們知道太空裡面是真空,真空就沒有東西來阻擋你,你原來是什麼速度,它就會一直維持這個速度往前飛。」
在這麼長時間裡,探測器大部分時間是在孤獨地飛行中。但期間要面臨幾次「小考」,包括3-4次中途的軌道修正和1次深空機動修正。我們都知道,地球到火星的距離非常遙遠,就相當於從北京打一個高爾夫球,要達到地球另一邊的球洞裡,並不能一開始就瞄準,而是中途要逐步瞄準。
此前,在8月2日,「天問一號」火星探測器進行了首次軌道修正。據中國航天科技集團的消息,9月可能進行第二次軌道修正,確保探測器在預定軌道準確飛行。
那麼,軌道修正對探測器的考驗在哪裡呢?鄭永春說,考驗主要在於隨著探測器的距離越來越遠,通信時延也越來越長,傳到地球的信號也越來越弱。換句話說,飛得越遠就越要靠自己了。鄭永春說:「現在才走了1.37億千米,最後總共的飛行裡程要達到4.7億千米,而且隨著它離地球的距離越來越遠,它傳給我們的信號也將越來越弱。就像我們在地球上放風箏,「天問一號」就是我們放的風箏,它離得越遠,風箏線對它的牽引力就越弱,我們能夠測量和控制它的能力就會越弱。所以這個實際上是考驗中國深空測控的能力,當然這方面我們已經有非常好的基礎,相關的硬體設施也都已經完成了。那麼,它在飛往火星的過程中還要進行三四次的中途軌道修正,使它更好地、更精確地瞄準火星的方向飛行,這是它的一個挑戰。」
相比較於軌道修正的細微調整,後續還有擇機實施的深空機動修正,然後是火星探測任務中技術風險最高的環節之一:火星捕獲。
探測器通過「踩剎車」這個「大考」後,還要在繞火星飛行調整軌道,大約經過3-4次軌道調整,探測器將進入周期約兩個火星日的停泊軌道。它會在停泊軌道運行約75天,開展12次預著陸區成像探測,並將成像數據回傳至地面,完成著陸巡視器預選落區的預探測。完成了預探測後,探測器開始正式著陸,在7分鐘內將速度從時速2萬公裡降至0。
目前,除了我國的火星探測器,阿聯的「希望號」和美國的「毅力號」也正在奔向火星。8月17日,阿聯「希望號」探測器完成首次軌道修正,6臺推進器工作21秒,後續還將進行數次軌道修正。8月24日,阿聯公布了兩張「希望號」探測器拍攝並送回地球的照片,照片裡顯示有木星、土星和火星。
美國「毅力號」目前距離地球約1441萬千米,距離火星約5615萬千米。此前已完成首次軌道修正、直升機電池首次充電等工作。很多人可能會問:三個探測器誰跑得快?誰會先到火星呢?鄭永春表示,這還是個未知數。他說:「不管是中國、美國,還是阿聯,我們都是從地球到火星,但是實際上採用不同的軌道,不在一條路上,所以也就無所謂誰先誰後了。大家都在往目的地的方向飛去,而且大概都會在2021年的2月份抵達火星。到目前為止,美國的「毅力號」火星車離地球的距離是1440萬公裡,我們是1530萬公裡,所以會比它飛得更快一點。因為中間的過程都還會有調整,不是現在就能夠預測好的,這個時間是變動的。」
專家表示,阿聯的「希望號」探測器只環繞火星飛行,不著陸。而美國的「毅力號」與我國探測器也會降落在火星上不同的位置。所以,無論誰先到誰後到,它們都共同為行星科學的發展作貢獻。