2020火星年,围观各国火星探测计划!

作者: 赵雅琦

来源: 学术头条

发布日期: 2020-07-22

2020年,新一轮火星探测的高潮拉开帷幕,中国、美国、阿联酋和欧盟及俄罗斯分别发布了火星探测器发射计划。火星探测不仅是科技的提升,更是对人类文明进程和宇宙探索意义的深远影响。

自古以来,火星就带有一种神秘、危险的色彩。在我国古代,火星因为行踪不定而被称为“荧惑星”,古书上有“荧惑守心,天责帝君”“荧荧之火,离离乱惑”等描述,甚至是旧时阴阳家禁忌的凶神之一。而在西方,火星曾被认为是战神玛尔斯的化身,科幻片中也从未缺少它的身影。

火星在众多天体中脱颖而出,深受人们的“爱戴”,是因为它与地球的相近与相似,给予人们了无限幻想与好奇。火星上是否存在生命?更是成为人们长久以来渴望一探究竟的事情。从1600年,就有科学家开始使用望远镜对火星进行观测;而自上个世纪60年代,美国和苏联展开了火星探测器前往火星的竞赛,90年代后更多的国家加入其中。由于前往火星的道路困难重重,许多探测器未能成功抵达火星就半路“夭折”。但是人类从未停下脚步。

2020“火星年”,新一轮火星探测的高潮,已经拉开帷幕。火星离地球非常遥远,是月球与地球距离的数百倍,目前最先进的探测器从地球飞到火星,大约需要七八个月。而又因为地球和火星都在围绕太阳运转,两者的相对位置不断变化,所以当它们距离最近时,即太阳、地球和火星同处一条直线上,此时发射探测器更加“经济”。地球与火星的这个会合周期是26个月,所以每26个月会出现一次“宝贵”的火星探测发射窗口期。

2020年有短短几周时间,太阳、地球和火星成一条直线,地球与火星之间的距离最短,不到5400万公里,是火星探测器发射的最佳时机,如果错过这种情况直到2022年才会再次出现。

此前,已经公布了四大火星探测器发射计划,分别是:中国天问一号、美国毅力号、阿联酋希望号(由日本H-2A火箭发射),以及欧盟及俄罗斯的罗莎琳德·富兰克林。

先行一步的是阿联酋的希望号,北京时间2020年7月20日凌晨5点58分,阿联酋首颗火星探测器“希望”号由日本运载火箭发射升空,发射地点位于日本的种子岛航天中心。而欧盟及俄罗斯的ExoMars2020已经于三月中旬决定推迟到2022年发射,官网的名字也改为了ExoMars2022,实锤成为“退群选手”。

接下来,我们就详细盘点一下这四大火星探测计划。一号选手:中国-天问一号。

发射时间窗口:2020年7月20-7月25日,预计抵达火星轨道时间:2021年2月11日-24日,预计着陆器登陆时间:2021年4月23日。来源:@央视新闻。据报道,我国计划7月23日,在海南文昌航天发射场用长征五号遥四运载火箭择机发射火星探测器天问一号。同步直播活动定于青海省海西州冷湖“火星营地”的冷湖实验室,进行异地发射直播和报道。本次直播也是冷湖实验室首次公开亮相。

天问一号是中国行星探测任务名称,该名称源于屈原长诗《天问》,表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着,体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。2020年4月24日,中国行星探测任务被命名为“天问系列”,首次火星探测任务被命名为“天问一号”,后续行星任务依次编号。

天问一号由轨道器、着陆器、巡视器三个部分组成,将一步完成绕、落、巡三步,这将是世界上首次探索火星即完成软着陆的任务。绕:轨道器环绕火星进行探测;落:着陆器软着陆于火星表面进行固定位置的地面探测、巡:巡视器(火星车)在火星表面进行不固定位置的巡视探测。它重240公斤,为毅力号的四分之一,大小相当于一辆小型高尔夫球车。

火星车将携带6台科学仪器,其中一台为探地雷达(GPR),它和“毅力号”上的探地雷达将成为火星上的首批此类设备。探地雷达将帮助调查火星的地层、结构以及永久冻土或冰的存在。

二号选手:美国-毅力号。发射时间:2020年7月30日美国东部时间上午7:50,着陆时间:2021年2月18日,着陆地点:杰泽罗陨石坑。美国的毅力号因为由于运载火箭突然出现的问题,截止与7月1日,已经计划推迟到7月30日之后发射。此前,已经推迟过两次发射时间。毅力号火星车的最终组装和测试仍在佛罗里达州肯尼迪航天中心进行。

三号选手:阿联酋-希望号。发射时间:2020年7月20日凌晨5点58分(已成功发射),预计到达时间:2021年2月,运载火箭:日本三菱重工研制的H-IIA火箭。阿联酋之所以将首个火星轨道飞行探测器部署任务命名为“希望”(阿拉伯语al-Amal),表达了作为传统战略资源国家渴望转型,开辟新的地外资源出路希望。

四号选手:欧盟及俄罗斯-罗莎琳德·富兰克林。

欧盟及俄罗斯的ExoMars2020已经于三月中旬决定推迟到2022年发射,官网的名字已经改为了ExoMars2022,实锤成为“退群选手”。值得一提的是,这已经是ExoMars计划,第六次推迟了。罗莎琳德·富兰克林的主要任务是用钻头搜集并研究火星地表下最深两米的地质样品,和毅力号一样,希望可以寻找到可证明生命存在的生物分子或生物标记物。

同时研究火星的水和化学环境如何变化和研究大气中的痕量气体及其来源。

火星作为距地球最近的类地行星之一,是人类最想登陆的行星,也是目前人类最有可能移居的星球。火星探测是继月球探测之后深空探测的最大热点,是各大国争相逐鹿的新目标,是掌握太空探索的制高点。探索火星的过程,不仅仅是航天科技和深空探测水平的科技方面的巨大提升,更对人类文明的进程及探索宇宙与生命的意义有着非同寻常的影响。

除此之外,也会产生一系列副产品与成果,实现大量的经济价值,使眼前的人类社会受益,其深远意义或将超过阿波罗登月。各大国都希望在火星探测中抢占前排席位,掌握主动权和话语权。

除此之外,即使火星探测难度非常之大,在民营航天领域,热度也居高不下。SpaceX的马斯克是火星的“狂热粉丝”,更是希望在有生之年可以移民火星。

因此前往火星一直是SpaceX的首要任务,此前将宇航员送入太空,只是帮助人类完成踏入太空目标的基础,而星舰飞船才是实现人类星际旅行梦想又或者说马斯克梦想的重要一环。在美国东部时间5月30日承载着NASA两名宇航员的SpaceX载人航天器成功发射升空后,SpaceX做了一系列动作,彰显出他们奔向火星的野心。马斯克在推特上称:通往火星的大门已经开启。

以当前的科技发展状态来看,火星探测的道路是困难重重布满荆棘,但是这并不能阻挡住人类向往火星的执着与热情。从古时候肉眼观测、想象火星,到用望远镜第一次看到火星表面,再到现代科技实现火星探测着陆、全方位了解火星。每一步,人类都走的坚定。因此我们有理由相信,火星探测的未来是光明的。也许有生之年我们真的可以见证移民火星。

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