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我国首次自主火星探测5大看点

[时尚] 时间:2024-04-20 04:33:09 来源:蓝影头条 作者:知识 点击:132次

原标题:我国首次自主火星探测5大看点

火星探测器着陆火星表面模拟图(5月15日摄)。国首新华社

5月15日7时18分,次自测距离地球3.2亿千米之外,主火天问一号探测器成功实现火星表面软着陆,星探稳稳落在火星乌托邦平原南部预选着陆区,看点我国首次火星探测任务着陆火星取得成功!国首

自去年7月23日在文昌航天发射场启程,次自测天问一号经历了长达近7个月的主火“奔火”之旅和3个月的“环火”探测,如今“登火”成功,星探并且即将开展巡视探测。看点

环绕、国首着陆、次自测巡视,主火通过一次发射实现“绕、星探着、看点巡”三大任务,这在世界航天史上尚属首次。火星探测属于高风险航天任务,我国突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术,迈出了星际探测征程中的重要一步。

看点1

从“奔火”到闯六道关“探火”,天问一号要闯六道关

从工程设计来看,我国首次火星探测任务过程包括发射段、地火转移段、火星捕获段、停泊段、离轨着陆段和科学探测等6个阶段。

2020年7月23日,天问一号在文昌航天发射场飞向遥远深空。按照预先设计的精准轨道,天问一号在浩渺无垠的太空中飞行了202天,飞行里程约4.75亿千米,其间实施了1次深空机动和4次中途修正,终于在2021年2月10日成功实施火星捕获,从地火转移轨道进入到环火轨道。

2月10日19时52分,天问一号探测器成功实施火星捕获,成为我国第一颗人造火星卫星,实现“绕、着、巡”目标的第一步。

进入火星轨道后,天问一号探测器经过几次调整,于2月24日成功实施第三次近火制动,进入火星停泊轨道,开展了为期约3个月的环绕探测,主要探测预定着陆区的地形、地貌以及是否存在沙尘天气等,为着陆巡视器安全着陆做好准备。

看点2

登陆是火星探测最关键环节,主要面临三大难点

“进入、下降、着陆”这一阶段都是火星探测最关键和核心的环节。此前一些失败的火星探测任务,大多是在这一过程中“折戟”失利。

登陆火星面临三大难点:

首先是火星环境的不确知性,增加了着陆的不确定性。火星表面有一层稀薄的大气,与月球和地球的环境截然不同。火星大气稀薄且受季节、夜昼、火星风暴等影响非常不稳定;火星表面地形复杂,遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物;火星尘暴也较地球更为严重。这些都会带来很大风险。

其次,着陆过程较为复杂,短时间内完成多个动作,不容半分差错。这个过程需要融合气动外形、降落伞、发动机、着陆缓冲等多项技术才能实施软着陆。

第三,距离遥远,只能靠着陆巡视器全程自主控制。着陆时,火星和地球的距离达到3.2亿千米,无线电信号一来一往大约35分钟,地面不可能直接遥控。

看点3

惊心动魄的9分钟,环环相扣、步步惊心

5月15日凌晨1时许,天问一号探测器在火星停泊轨道实施降轨,机动至火星进入轨道。随后,环绕器与着陆巡视器开始器器分离,继而环绕器升轨返回停泊轨道,着陆巡视器运行到距离火星表面125千米高度的进入点,开始进入火星大气。

天问一号的降落过程历时约9分钟,大致分为气动减速段、降落伞减速段和动力减速段。9分钟内,着陆巡视器要完成10多个动作,每个动作都要一气呵成,而且只有一次机会,可以说是环环相扣、步步惊心。

看点4

着陆区选择兼顾工程与科学目标,成果产出值得期待

“火星上的地形地貌从分布上来看,北半球多为平原,南半球大多是山地,坑洼不平,因此国际上有着陆计划的火星探测任务,大多数选择着陆在北半球。”国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言介绍,基于工程实现“安全着陆与巡视”的要求,科研人员识别了高度、坡度、岩石、风速、尘土、能源等约束要素,在要求的北纬5度~30度区间内,选了两个区域。“首先是希望海拔高度低一点,这样着陆过程长一点,探测器更从容一些。其次是希望地势平缓,石块分布尽可能少一点,风速也尽可能小一点,要尽量避开沙尘暴。另外,要选择白天降落,保证着陆后太阳能帆板打开,顺利获取能源保障。”

乌托邦平原南部预定区域,位于古海洋和古陆地的交界处,科学家认为该地方有很高科学价值,很有可能会取得意想不到的科学成果。此外,预选着陆区位于埃律西昂火山西面,存在与火山活动和演化有关的科学问题。

看点5

“祝融号”火星车将在火星展开巡视探测

天问一号成功着陆后,进入舱将着陆信息通过环绕器转发地面。进入舱和“祝融号”火星车先后完成坡道及太阳翼天线展开,“祝融号”在第一时间将成功展开的消息传回地面。一切准备就绪后,“祝融号”将自主驶离着陆平台,抵达火星,开始新的征程。

“祝融号”以3天为一个工作周期。受到火星苛刻的环境影响,“祝融号”每次只能“工作”一两个小时,工作内容主要包括环境感知、科学探测、数据下传等。

“祝融号”火星车上搭载了6台载荷,分别是多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、地形相机。它们共有五大使命,主要涉及火星空间环境、地表形貌特征、土壤表层结构等研究。其中,与气象有关的研究项目将收集温度、气压、风速和风向的大气数据,并研究火星的磁场和重力场。

火星上的风速可达180米/秒,几乎是地球上特大台风风速的3倍还多。强烈的风速会掀起大量的沙尘、石块,形成特大沙暴,对火星车的生存造成严峻考验。面对这样的情况,设计师使用了一种新型材料,这种材料不易沾上灰尘,即使沾上,也可以通过振动将其抖落。

火星表面还密布着石块等障碍物。在航天五院的实验室中,有一台一模一样的火星车。当遇到复杂路况时,地球上的火星车将对火星路况进行模拟行驶,确认无误后才会发出指令。

天问一号是我国“行星探测重大工程”整体规划中的第一次任务,后续还规划了小行星探测、火星取样返回、木星系及行星穿越探测。

未来的深空探测,更加值得期待。据人民日报

(责任编辑:百科)

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