即将启程!“天问一号”要闯的三大关卡都是啥?

作者: 长征⑨号

来源: 中国科普博览

发布日期: 2020-07-23 10:06:59

文章详细描述了中国“天问一号”火星探测任务的挑战和难点,包括捕获、制动和下降三个主要阶段,以及每个阶段的具体技术难题和解决方案。

去火星究竟有多难?截至阿联酋“希望号”火星探测器发射之前,人类以火星为目标开展航天器发射任务46次,其中2次任务的终点站不是火星(“黎明号”小行星探测器与“罗塞塔号”彗星探测器),10次搭载了一个以上的探测器(例如轨道器+着陆器、双火星探测器等),在这46次发射中,连地球引力范围都没出的失败案例就有11次,在成功前往火星的35次任务中,有5次“中道崩殂”,在前往火星的路上失联。

所以我们能看到,在深空探测的过程中,探测器发射成功仅仅是探测任务的“万里长征第一步”而已,相当于刚刚出了新手村。那么,我们的“天问一号”上路之后要克服哪些困难?众所周知,“天问一号”从地球飞往火星,大约需要200余天,近七个月。

如果到时它能顺利被火星捕获,还仅仅是过了第一关,后面还有相当多的挑战在等待着它:包括进入环火椭圆轨道、两器分离、着陆器平安着陆、火星车登上火星等等,只要任何一环出了问题,都将导致任务的失败或者部分失败。可以说,前往火星的漫漫征途,险象环生。

第一关:捕获!火星快抓住我。

“天问一号”将作为我国第二个进入环太阳轨道(第一个是“嫦娥二号”)的深空探测器直飞火星,想要让它能安然被火星捕获,就需要分别克服几个难点:1、捕获问题。火星的质量比较小,其引力捕获范围也比较小,想要被火星捕获,就需要极其精确的轨道才能实现。2、通讯问题。

火星与地球的距离在5000万公里到4亿公里不等,考虑到被火星捕获的时候两个星球之间的相位,显然,比起“嫦娥”系列任务38万公里的距离而言,是数百倍的差距。

第二关:制动!进入环火星轨道。“天问一号”被火星捕获之后,为了能够进入环火星轨道,需要其能够在近火星点进行制动,进入一个环绕火星的椭圆轨道且长期保持运行。在被火星引力捕获的30颗探测器中,除去3次飞掠任务与7次不进入轨道直接进入火星大气层着陆的任务之外,仅有3颗卫星进入环火轨道失败,这其中既有探测器本身的因素,也有人为的因素。

第三关:下降!死亡七分钟。在进入火星轨道之后,“天问一号”需要花几个月的时间对火星表面进行测绘。等到我们获取合适的落区图像之后,“天问一号”的着陆器将与轨道器分离,进入下降阶段。下降阶段的时长往往在几分钟到数小时不等,美国人喜欢称之为“死亡七分钟”,这是由于他们的着陆器大部分跳过了进入环火轨道步骤,直接高速进入火星大气层。

总的来看,尽管火星任务的失败率比较高,但随着时间的推移,其成功率也在不断攀升。进入21世纪以来,12次火星探测任务除了1次发射失败,2次着陆失败之外,都获得了成功。特别是火星轨道器,只要发射成功,就能实现长期运行。因此笔者有充分的信心认为,“天问一号”将能够顺利进入火星轨道,开展下一阶段的任务,最终实现着陆火星,开展巡视探测的目标。

UUID: f657cc81-64b6-46e2-a105-3c9716f7b872

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院物理所公众号-pdf2txt/2020/中科院物理所_2020-07-23_「转」即将启程!“天问一号”要闯的三大关卡都是啥?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0051 元