在今年7月份,我們的首個火星探測器天問一號發射升空,至今已經在太空中飛行了近4個月時間,與我們地球的距離越來越遠,離火星也越來越近了。截止至2020年11月17日,天問一號的飛行裡程已經突破3億公裡,與地球的距離也達到6380萬公裡。按照計劃,探測器將會在2021年2月抵達火星附近,在被火星引力捕獲後進入火星軌道,然後先環繞火星飛行2-3個月,在2021年5月擇機釋放著陸器將火星車送上火星表面。
在天問一號火星探測器「奔火」之際,我們的嫦娥五號月球探測器也已經在2020年11月24日發射升空,進入地月轉移軌道,這是我們國家第一次在外星球無人取樣返回地球的項目,也是時隔44年以來,我們人類再次從月球取樣的飛行器,上一次月球取樣已經是1976年的事情了。既然是要從月球表面取樣,那必然要著陸到月球表面,而前文提到天問一號也將會實施著陸火星,那嫦娥五號探測器著陸月球的方式和天問一號著陸月球的方式是否相同?如果不相同,那有什麼不同呢?
在看它們的著陸方式之前,我們先看看這些探測器的構造。天問一號探測器由環繞器、著陸器和巡視器組成,總重量達到5噸左右;嫦娥五號探測器由著陸器、上升器、軌道器、返回器4部分組成。當天問一號準備實施著陸時,會釋放著陸器將巡視器送上火星表面,而嫦娥五號在實施著陸時,會釋放著陸器、上升器組合模塊。
減速方式可能會不同
相信大家也知道,一般情況下,我們的飛船在登陸星球表面之前飛行速度非常快,所以在著陸階段必須將飛行速度降至0,不然就會「硬著陸」。而在減速過程中,會受到很多因素的影響,如這個星球是否存在大氣層等,如果有大氣層,那就可以藉助大氣層進行減速,如果沒有大氣層,那就沒法藉助大氣層減速,必須採用其他的方法。在不同的星球著陸,方式也會不相同,如登月的方式和登陸火星的方式就不大相同。
由於月球沒有大氣層,顯然是不可能使用傘降的方法來讓探測器降低速度了。未來讓嫦娥五號探測器能夠實現軟著陸並從月球返回地球,科學家為探測器定做了2款3型發動機,其中軌道器安裝1臺3000N發動機,上升器安裝1臺3000N發動機,著陸器有1臺7500牛變推力發動機。當著陸器、上升器組合模塊在下降月球表面時,7500牛變推力發動機會為其提供反推力,讓其慢慢地減速,最後穩穩地停在月球表面。
和月球的情況不同,火星是有大氣層的,雖然其大氣密度僅為地球大氣的1%左右,但是也會影響到著陸器的著陸。因此探測器在實施著陸火星時,一般會採用大氣減速、降落傘減速,還會採用類似嫦娥五號那樣的反推發動機進行減速,最後才停在火星表面。
從方式來看,著陸月球的操作流程看起來可能會更加簡單一些,因為只需反推發動機進行減速就可以,而在登陸火星時,還需要考慮到降落傘開啟、反推發動機開啟的時機。
延遲問題的差異
由於地球離月球比較近,平均距離僅為38萬公裡,所以我們從地球發出的信號大約需要1秒多就可以被探測器接收到,雖然有1秒多鐘的延遲,也算是接近實時測控,能夠實時了解探測器的實際情況。
而火星離地球的距離就非常遙遠,最近距離也超過5500萬公裡,最遠更是達到4億公裡,從地球發出的信號需要很長時間才能到達火星,不可能實現實時測控。再加上火星有大氣層,探測器在火星大氣中減速時,會有近8分鐘的「黑障」,通訊會出現中斷,這樣的情況和飛船返回地球大氣層時是一樣的。所以,火星著陸器在著陸到火星的過程中,完全靠探測器自主完成一系列的動作,當著陸器實現著陸以後,地面指揮中心可能還得過一會才知道是否成功。
除此之外,還有很多一些差異,畢竟登陸外星球有很多細節問題,這些細節問題都可能會完全不相同。不管是在有大氣層的星球登陸,還是在沒有大氣層的星球登陸,我們國家的經驗都很豐富了,如此前我們已經有探測器實現了登月,飛船也多次從外太空進入地球大氣層,最後經過降落傘、反推等方式返回地球。所以,我們相信嫦娥五號、天問一號項目都會順利完成任務。一起期待吧!
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺「網易號」用戶上傳並發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.