火星車
華西都市報/圖
「圜則九重,孰營度之?」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。
「天問一號」到達火星要分幾步?
1發射
長徵五號遙四運載火箭將探測器送入地火轉移軌道
2地火轉移
探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月,到達火星附近
3環火軌道
探測器被火星捕獲,進入環火軌道,經過制動後,通過2至3個月的環繞飛行後首選進入窗口
4火星停泊
探測器將在著陸區上空對著陸區開展探測
5離軌著陸
著陸巡視器與環繞器分離,著陸巡視器奔向火星,經歷時速從18000km/h降低至0的「恐怖7分鐘」,完成一系列動作,順利著陸於火星表面
環繞器為著陸過程提供中繼通信
6科學探測
火星車駛離著陸平臺,開展為期3個月的火星表面巡視探測
環繞器進入使命軌道,開展火星全球遙感探測
火星探測將是中國行星探測的第一步
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。
首次火星探測任務新聞發言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤傑表示,此次火星探測任務的工程目標是實現火星環繞探測和巡視探測,獲取火星探測科學數據,實現我國在深空探測領域的技術跨越;同時建立獨立自主的深空探測工程體系,推動我國深空探測活動可持續發展。
「火星探測將是中國行星探測的第一步,是深空探測領域從月球到行星的發展歷程中承前啟後的關鍵環節,也是未來邁向更遠深空的必由之路。」中國航天科技集團五院「天問一號」探測器總設計師孫澤洲說。
長徵五號飛出了我國運載火箭的最快速度
從2007年首次探訪月球起,我國深空探測已走過13年時光,但一直沒有對太陽系內的其他行星開展過探測,主要原因就是受到火箭運載能力的限制。
「天問一號」任務是我國獨立實施的首次行星探測任務,開啟了屬於中國人自己的行星探測時代。根據發射任務要求,長徵五號遙四火箭將託舉探測器加速到超過11.2千米每秒的速度,之後完成分離,直接將探測器送入地火轉移軌道,開啟奔向火星的旅程。
「此次發射火星探測器,是長徵五號火箭第一次達到並超過第二宇宙速度,飛出了我國運載火箭的最快速度。」中國航天科技集團一院長徵五號火箭總設計師李東說。
這也意味著長徵五號火箭正式開始服役。
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五問中國首次火星探測
一問:為何要「去火星」?
「為了人類社會的可持續發展,火星可否改造成為適宜人類居住的綠色星球?……只有這些重大科學問題被一一解答,我們才能清晰地思考地球和人類自身的未來。」中國科學院院士歐陽自遠曾這樣評價火星探測的意義。
基於現有航天能力,「奔火」飛行7個月左右即可到達,相比更遠的行星和衛星,任務周期較合適;火星與地球有最接近的環境,使得機器人或人類進駐火星成為可能。
二問:將執行哪些任務?
探測器由著陸巡視器(進入艙和火星車)與環繞器組成。據悉,此次探測目的是一次實現「繞、著、巡」三步走,即對整個火星進行全球觀測、成功著陸火星,以及火星車進行巡視勘測。火星車加裝「透視眼」可看到地下數十米。
火星環繞器攜帶7臺儀器,火星車攜帶6臺儀器,此次任務的科學目標是實現對火星的表面形貌、土壤特性、物質成分、水冰、大氣、電離層、磁場等進行科學探測,進而有利於建立起對火星全面而基礎的認識。
三問:「探火」到底難在哪?
目前,人類已對火星實施了44次探測任務,其中僅成功了24次。不論是長達7個月的地火飛行,還是進入火星軌道的「剎車變軌」,以及最遠距離達4億公裡的超遠距離通信……地球通往火星的探測之旅可謂前路漫漫、風險多多。
四問:「探火」緣何會「扎堆」?
航天科普專家錢航介紹,考慮到風險、成本等因素,地球太空飛行器到火星的最佳路線為1925年提出的「霍曼軌道」。由於該軌道每26個月才能出現一次,且最近「霍曼軌道」形成時間為2020年夏,所以近期各國火星探測計劃均集中在該時間段。
五問:「移民」火星可能嗎?
地球上的一天不到24小時,而火星是24小時多,兩者有幾乎相同的晝夜長短;公轉的軌道面和赤道面的夾角也非常相近,因此二者有幾乎相同的季節變化。這些相似性都表明,火星是適宜人類居住改造的最好候選行星。
歐陽自遠認為,通過技術手段提高火星表面溫度、增加火星大氣濃度等,可以進一步建立火星表面生態環境。(據新華社、人民日報)