中國、美國、阿聯扎堆向火星發射探測器，探測任務有什麼不同

2020-10-10 自然與歷史博物館

中國、美國、阿聯扎堆向火星發射探測器，探測任務有什麼不同


2020年火星地球相遇時間點在10月14日前後，所以今年夏天是火星發射窗口期，關於火星發射窗口期的問題，可以閱讀本人以前的文章：。世界各國都利用這個時間點向火星發射探測器。


歐空局的羅薩琳.富蘭克林探測器(Rosalind Franklin rover)計劃因為新冠疫情原因，將發射被推遲到2022年以外。


阿聯首個火星探測器"希望號"

阿聯時間 2020 年 7 月 20 日凌晨 1 時 58 分（北京時間 2020 年 7 月 20 日凌晨 5 時 58 分），日本種子島航天中心，阿聯首個火星探測器"希望號"搭載日本 H-2A 火箭 42 號機發射升空。這是阿聯國首次執行星際飛行任務，也是該國執行的第四次衛星發射任務。

三菱重工H-IIA火箭與阿拉伯聯合大公國的火星軌道飛行器"希望"號從日本南部鹿兒島的鹿兒島航天中心升空


阿聯"希望號"火星探測器並不會登陸火星表面，它將沿著軌道巡航，用 1 個火星年的時間（約為地球上的 1.88 年）觀測火星的地質地貌和氣象狀況，研究火星包含沙塵暴在內的大氣層的問題，火星的氣候變化情況，繪製火星表面大氣層的氣象衛星雲圖。

根據火星的氣候模型，評估地球一年內在太空中損失的氫氣和氧氣。希望探索火星，以解決我們星球上的食物、能源和水安全問題。


中國首個火星探測器"天問一號"

北京時間2020年7月23日時間下午12點40分，在海南島文昌航天發射場，長徵五號遙四運載火箭成功將中國首個火星探測器"天問一號"送入預定軌道。中國是航天大國，已經實現載人航天和探月工程，但是"天問一號"是中國首次火星探測任務。為實現後發優勢，彎道超車，中國國家航天局（CNSA）希望一次任務，實現火星環繞、著陸和巡視。

中國首個火星探測器"天問一號"在海南文昌航天場發射升空


天問1號將進入軌道、著陸並釋放一輛探測火星車，並與軌道飛行器協調觀測。任務的目標包括繪製地表地質圖，為地球的探索收集科學數據，研究其土壤、地形、地質、氣候和環境的組成。測量火星電離層和氣候，作為研究地球的磁場和引力場的參考。"天問一號"計劃在火星表面工作90個火星天（每個比地球日長40分鐘）。火星車上有相機、通訊設備和土壤磁場分析儀器，若中國這次火星任務成功，將成為世界上第一個首次火星任務就成功軟著陸的國家。

中國首個火星探測器"天問一號"示意圖


北京時間2020年8月2日7時整，"天問一號"探測器順利完成第一次軌道中途修正。本次點火在完成軌道修正的同時，在軌驗證了3000N發動機的性能，繼續飛向火星。後面天問一號探測器還將經歷深空機動和數次中途修正，大約經過6個多月時間抵達火星附近，多次調整後利用火星引力進入火星軌道，開展著陸火星的準備和科學探測等工作。

2020年7月27日，天問一號"在離地球 120 萬公裡外拍攝的地月合影。


過去十年，中國航天技術取得了飛一般的進步，2003年實現了載人航天后，又開始了登月工程，中國已經成為除美國外，第二個將探測器在月球成功著陸的國家，並打算在2022年建立地球軌道空間站。由於火星距離地球更遠，衛星的信號更微弱，你需要在地球上建立一個更敏感的地面站，因為信號會更微弱，無線電信號往返時間更長，火星任務對我們來說，確實是非常大的挑戰。


美國第 9 個火星探測器"毅力號"

美國東部時間7月30日上午9時06分， "毅力"號從卡納維拉爾角發射升空，並成功與半火箭分離。探測器已經進入預定軌道，預計在明年二月份到達火星。自20世紀60年代開始，人類已經向向火星發射了40個探測器，這當中美國佔了一半，成功率40%左右。自20世紀90年代末以來，美國宇航局（NASA）已經向火星發送了4個探測器，分別為"勇氣號"、"機遇號"、"好奇號"以及這次發射的"毅力"號。

"毅力"號從卡納維拉爾角發射升空


"毅力號"長 3 米、寬 2.7 米、高 2.2 米、總重 1025 公斤，配備有一個長約 2.1 米的五關節機械臂，大約有一輛微型車那麼大。與好奇號一樣，利用核動力驅動。上面攜帶大量尖端工具，其中包括多個相機，火星環境動力學分析儀 MEDA，制氧儀 MOXIE，X 射線儀 PIXL，火星地下實驗雷達成像儀 RIMFAX，紫外光譜儀 SHERLOC， 雷射超距分析儀 SuperCam。此外還攜帶了首架火星無人機"機智號"，利用太陽能為能源，重 1.8 公斤，攜帶攝像頭，通過智能導航技術可以實現視覺導航。

首架火星無人機"機智號"


主要研究困擾了科學家幾十年的問題——在這顆紅色星球上是否存在生命，或者曾經存在過生命。雖然目前的火星是一個寒冷而乾燥沙漠，而且大氣稀薄。發現的越來越多的證據表明，火星可能曾經充滿了液態水海洋。"毅力"號將在2021年2月登陸火星表面，探測和探測火星表面和大氣層，同時尋找生命的碳元素和其他過去微生物的跡象。


根據美國宇航局的時間表，明年2月18日，探測器預計將登陸傑洛（Jezero）隕石坑所在的湖泊，那裡曾經有一條古老的河流三角洲。陸傑洛隕石坑寬28英裡，位於火星赤道以北，曾是一條古老河流的家園，在30億至40億年前，這條河流呈扇形延伸至一個湖泊，沉積了泥沙和沉澱物。美國宇航局希望，"毅力"號將花至少一個火星年（約兩個地球年）探索著陸場周圍的區域，了解周圍的地質狀況。除了了解紅色星球的地質情況，同時尋找任何古代生命的跡象。探測器還將收集巖石和土壤樣本，等待幾年後另一個(尚未建成的)火星車來收集。

美國國家航空航天局（NASA）的火星探測器"毅力號"模擬火星表面的效果圖


美國國家航空航天局（NASA）和歐洲航天局(ESA)正在設計兩個後續任務來取回這些樣本，如果能夠成功從火星帶回樣本，科學家們可以使用裝備齊全的陸地實驗室來研究這些樣本。

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  • 火星倒計時：中國，美國，阿聯本月發射探測器
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  • 為什麼中國、美國、阿聯都選擇2020年進行火星探測任務？
    今年雖然遭受到了疫情的影響，美國的火星探測計劃一拖再拖，但是今年其實是火星探測非常熱鬧的一年，今年中國將首次開展火星探測任務，為「天問一號」，美國也將發射「毅力號」到火星，而阿聯的火星探測計劃叫做「希望」，歐盟今年也有對應的火星探測計劃。
  • 阿聯與美國比賽推遲火星探測器發射
    2020年7、8月是火星探測器發射的時間。今年原本有四個火星探測器要發射分別是：美國毅力號火星探測器、俄羅斯與歐洲航天局合作的火星探測器、中國的天問一號火星探測器、阿聯的希望號火星探測器。其中俄羅斯與歐洲航天局合作的火星探測器因新冠肺炎已確認推遲到2022年發射。
  • 為什麼中國、美國和阿聯三國，都選擇在今年往火星發射探測器？
    把探測器送往遙遠的火星，需要強大的火箭推力，火箭就需要加注更多的燃料，所以長徵五號系列火箭是我國長徵火箭家族中個頭最粗的，因此長徵五號系列火箭就有了「胖五」的稱號。除了利用大推力火箭之外，我們還需要選擇合適的發射場來進行發射任務，由於地球自轉線速度的不同，緯度越低的地點，地球自轉的線速度越快，也就意味著航天發射的初速度越快，發射越省燃料。
  • 阿聯將發射首個火星探測器,有哪些看點?(圖)
    本文轉自【中國新聞網】；中新網7月17日電 據英國廣播公司(BBC)中文網報導，阿聯「希望號」火星探測器將於近日發射。不過，由於發射地日本的天氣原因，發射任務已經兩次推遲。最新的發射時間暫定為7月20日至22日之間。
  • 阿聯將發射首個火星探測器，有哪些看點？(圖)
    中新網7月17日電 據英國廣播公司(BBC)中文網報導，阿聯「希望號」火星探測器將於近日發射。不過，由於發射地日本的天氣原因，發射任務已經兩次推遲。最新的發射時間暫定為7月20日至22日之間。作為阿拉伯國家的首個火星任務，此次火星探索之旅有哪些看點？
  • 中國歷史性一天！火星探測器「天問一號」發射成功，領先美國
    此前，在這一窗口期已經公布了四大火星探測器的發射計劃，分別是中國天問一號、美國毅力號、阿聯希望號（由日本H-2A火箭發射），以及歐盟及俄羅斯的羅莎琳德·富蘭克林。但由於種種原因，歐盟及俄羅斯的ExoMars 2020已經於三月中旬決定推遲到2022年發射，從2020的火星探測器發射小組「退群」了，不得不說，這已經是ExoMars計劃第六次推遲了。
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  • 阿聯的首次火星任務將在周五發射
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  • 阿聯火星探測器要來了！火星探測變簡單了嗎？
    全世界40多次探測火星任務，成功的不到三分之一，其中絕大部分都是美國完成的。現在為什麼阿聯也有能力來探測火星了呢？請聽我往下分析。目前全世界有能力獨立探測火星的國家只有三個——美國、俄羅斯和中國，其中只有美國真正成功了，並且經驗豐富。很多網友可能會說：「別瞎說，人家印度已經成功探測火星了！」其實，這個真不是瞎說，因為我強調的是獨立探測！
  • 中國，阿聯和美國的火星探測器的大比拼
    在剛剛過去的7月，阿拉伯聯合大公國，中國和美國分別發射了自己的火星探測器，這三家探測任務各有什麼亮點？阿聯的「希望號」將像氣象衛星一樣繞火星最近赤道軌道運行，收集星球上不同區域在不同季節和不同時間的全天候氣象數據，還有其他相關數據，幫助地球上的科學家更全面地了解和掌握火星的氣候條件。
  • 下一站火星!阿聯希望號發射升空,2020 火星探測大幕拉開
    火星上的「氣象衛星」自 1960 年 10 月 10 日前蘇聯向火星發射史上首枚探測器以來，利用探測器探索火星似乎已經貫穿了整個人類航天史。顧名思義，火星探測器就是用來探測火星的人造太空飛行器。不論是掠過火星的太空船、繞火星運行的人造衛星 、登陸火星表面的著陸器、在火星表面行駛的漫遊車，還是未來或將出現的載人火星飛船，都是火星探測器。
  • 火星競賽不光中美、阿聯今年夏也要在日本發射火星探測器
    這不但是阿聯史上第一次，也是阿拉伯世界的首次星際探索。升空後，火星探測器計劃飛行近5億公裡，2021年2月抵達火星軌道，正好在太空遙祝阿聯建國50周年。阿聯為此準備了六年。「希望號」是今年7月計劃發射的三個火星探測項目之一。美國和中國的火星表面探測器據悉都在最後準備階段。
  • 石油大亨也熱愛航天：阿聯將發射火星探測器
    阿拉伯聯合大公國計劃於周三發射「希望」號探測器，成為首個向火星發射探測器的阿拉伯國家。盛產石油的阿聯計劃加入一個精英國家俱樂部，向位於杜拜穆罕默德·本·拉希德航天中心的火星任務控制室發送一個探測器。阿聯的這個項目是全球的三個「奔火星」項目之一，其他兩個項目還包括中國的「天文一號」和美國的「火星2020」，它們都利用了地球和火星距離最近的黃金時間:僅相隔5500萬公裡(3400萬英裡)。
  • 發射成功！阿聯希望號火星探測器先行一步
    7月20日05時58分，日本在種子島航天中心使用H-2A運載火箭，成功將阿聯的「希望號」火星探測器發射升空。實際上，原定於7月15日發射的「希望號」，因為天氣不佳推遲到7月17 日發射，隨後又將發射時間推遲到現在。那麼，「希望號」發射為何一推再推，它到底是怎樣的一個探測器，此行的任務又是什麼呢？