天问一号 开启火星之旅 等待它的将有哪些考验 _科技频道_东方资

发布日期:2020-07-26 00:37   来源:未知   

遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?2000多年前,古人屈原在《天问》中提出的宇宙之问,是人类探索浩淼世界的共同追求。7月23日,由此得名的“天问一号”探测器正式开启了它的火星探测任务。

三大任务一趟完成有何难点?

23日中午12时41分,长征五号遥四运载火箭将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空,火箭飞行约2167秒后,成功将探测器送入预定轨道。

根据计划,探测器将在地火转移轨道飞行约6个半月之后,到达火星附近,接下去还将面临火星捕获,进入环火轨道,着陆等重重挑战。

与其他国家火星探测器大多由一至两个部分组成不同,“天问一号”探测器之所以由三部分构成,就是为了一次性实现“环绕、着陆、巡视”三大高难度任务。首次探测火星就要“一步到位”,这在世界航天史上还没有先例。

中国航天科技集团五院研究员、全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍,三大任务一趟完成要面临很多难点,目前“天问一号”只是突破了“窗口期”和“发射”两个难关。接近火星后气动减速、伞降减速、反推减速、着陆架减速,这些环节一个都不能出现问题,着陆后还有通信、能源、控制等一系列难关要突破。

火星着陆的“恐怖7分钟”

而这些难点中能否被火星引力捕获,是技术风险最高、最为重要的环节之一。因为,这样的机会只有一次,能不能抓住,关键就看环绕器在接近火星后进行的“太空刹车”。

这一脚“太空刹车”的机会窗口只有1分半钟,踩早了,速度降得过低,就会坠入大气层,撞击火星;踩晚了,无法被引力捕获,就会飞离火星,与其擦肩而过。

踩完刹车,着陆这一关也不好过。着陆器在“奔火”的途中一直处于高速飞行状态,因此在再入、下降与着陆过程中,要在7分钟内将探测器的时速从2万千米降低到零。这个过程被称之为“恐怖7分钟”,探测器的防热措施是否可靠,降落伞、气囊和缓冲火箭等能否按程序工作都至关重要。

庞之浩形容整个着陆过程,就相当于在巴黎打一个高尔夫球,要落在东京某一个球洞里。而且此时探测器距离地球近1.93亿公里,单向通讯时延约11分钟,地面无法实时监控,只能依靠探测器自主执行捕获策略。

历史上许多探测器都在这“恐怖7分钟”里功亏一篑,例如2016年,欧航局和俄罗斯合作,成功将探测器送入环火轨道。然而在着陆中,却因为1秒的计算失误导致降落伞与防热罩提前分离,最终硬着陆而撞毁。

庞之浩告诉看看新闻Knews,我们在河北怀来建有亚洲最大的地外天体着陆综合试验场,可以模拟真实的火星重力环境,去年在那里完成了首次火星探测任务着陆器的悬停避障试验。庞之浩表示,只要我们准备充足了,着陆成功的几率就会大大增加。

“天问一号”还搭载了多国的科学仪器?

由于地球和火星差不多每两年的7、8月份,就会迎来一次相对较近的距离,因此眼下正值火星发射窗口期,全球也迎来“探火季”。

本月20日,阿联酋的“希望”号火星探测器已从日本发射升空,主要执行环绕观测一项任务;美国的“毅力”号火星车则计划于7月30日发射升空,执行着陆、巡视两大任务,并携首架火星直升机“机智”号一同前往,寻找可能在火星存在过的生命迹象。

值得注意的是,这次“天问一号”还搭载了欧空局、法国国家空间研究中心等多项科学仪器,庞之浩表示,现在在深空探测领域,合作要大于竞争。他继而强调,深空探测只有世界第一,没有中国第一,航天领域的知识要全人类共享,我们要加快发展国际合作,实现从航天大国向航天强国的迈进。

(看看新闻Knews编辑 赵歆)