焦点访谈:“天问一号”要成功奔向火星,还得闯多少关?

原题目:焦点访谈:“天问一号”要乐成奔向火星,还得闯若干关?

泉源:央视网

央视网新闻(焦点访谈):2020年7月23日12时41分,在海南文昌航天发射场,长征五号遥四运载火箭将我国首次火星探测义务“天问一号”探测器送往太空。天问奔火,迈出了我国自主开展行星探测的第一步。一切顺遂的话,“天问一号”将在太空中航行约莫7个月后到达火星四周,通过“刹车”完成火星捕捉,进入环火星轨道,并择机开展着陆、巡视等义务,举行火星科学探测。

7月23日中午,长征五号火箭搭载着“天问一号”火星探测器在发射升空2000多秒后到达每秒11.2千米的速率,探测器与火箭顺遂星散。

这是我国火箭迄今为止飞出的最快速率,也是航天器要脱节地球引力,进入太阳系的最小速率。不外要把探测器乐成送入火星轨道,速率达标只是最基本的要求。由于火星和地球都在绕着太阳公转,速率并不一致,因此,两颗星球之间的相对位置经常在更改。距离最远时跨越4亿公里,最近时也有5500万公里,当地球和火星都绕行到太阳的同一侧时,距离相对较近,适合发射火星探测器。今年的7月下旬到8月上旬正是这样一个最佳窗口期,一旦错过,只能等2022年才气再有时机。为了保证在这段时间将探测器准确发射入轨道,要做好万全的准备。

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中国航天科技集团一院长征五号运载火箭副主任设计师刘秉说:“地球和火星之间的相对位置是实时在转变的,在打靶的时刻是打的一个移动靶,差之毫厘,谬之千里,要求准确度异常高。在以往发射义务中直接向火箭的计算机注入一条轨道参数就可以了,现在是天天都有3条轨道,可以实现延续14天都有发射时机,这样的话就是42条轨道。”

42条发射轨道,最终的目的都是要把探测器从地球运行的轨道送入火星运行的轨道,选择的并不是距离最短的门路,而是最节约燃料的门路。火箭把探测器发射送入空中、甩到地火转移轨道后,地面控制职员不停调整火星探测器的航行偏向,逐渐靠近火星,并最终到达火星。

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刘秉说:“就像两辆并行运行的车一样,相当于我们把航行器从地球这辆车上发射到火星这辆车上,火星探测器具备中途修正,自动调整自己轨道的能力,快到火星这辆车的时刻,火星这辆车恰好也出现在了这个位置。”

火星自古就是人类考察天象时最主要的观察工具之一,由于与其他星球相比,颜色呈暗红色,且在空中的位置时常更改,东西方都一度对火星敬而远之。但随着天文学的不停发展,科学家们却发现,火星并非不可捉摸,在整个太阳系中,火星是与地球环境最相似的行星,也是最有可能有生命存在的行星。随着科技的不停进步,从上世纪60年代起,人类最先了行使航天器实地探索火星的旅程。

1960年,苏联发射了人类第一个火星探测器“火星1A号”。

1965年,美国“水手4号”火星探测器第一次传回火星图像。

1975年,美国“海盗1号”火星探测器首次乐成着陆并睁开事情。

1997年,美国“旅居者号”成为首个睁开事情的火星车。

2004年,美国“时机号”火星车上岸火星,事情15年,是执行义务时间最久的火星探测器。

2020年,中国人也踏上了去往火星的旅程。

揭开生命之谜,探讨宇宙秘密,是人类从古至今最大的追求之一。“日月安属?列星安陈?”2300多年前,屈原在《天问》一诗中就发出过对宇宙万物寻找之问,此次火星探测器也以这首充满好奇的长诗“天问”来命名。从今年7月发射后,火星探测器将航行7个月左右时间,在明年2月初到达火星, 届时探测器与地球间的距离将到达1.9亿公里。这么远的距离,信号衰减很大,使得双方的信号吸收加倍难题,同时,通讯会发生10分钟左右的延时,地面无法实时给探测器的动作发出指令。

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在中国天问一号探测器升空之前,天下各国已经举行了40多次火星探测义务。然则在这40多次实验中,仅有半数乐成。深空探索的难度,可想而知。

此前,各国的火星探测义务一样平常都接纳循序渐进的方式,先围绕探测,再释放着陆器到火星外面探测。作为我国首次火星探测义务,“天问一号”一次探测就设计完成三大义务,围绕火星航行、在火星外面着陆以及在火星上举行巡视。一次发射完成多项义务,可以赶超天下其他国家在火星探测上的进度,但手艺更庞大、风险也更大,此前也经过了频频论证和考量。

一次探测要完成三个义务,火星探测器主要也由三部门组成。其中上半部门的钝头体为保护罩,着陆器和火星车包裹在保护罩内,带有喷嘴的下半部门为围绕器。若是能够乐成进入火星卫星轨道,围绕器和着陆器将星散,围绕器留在轨道上举行为期一年的探测义务,着陆器则将在之后挑选合适时机下降至火星外面。

刘彤杰:“着陆平台也叫着陆器,它和火星车加起来是1300公斤,着陆平台载着火星车要完成进入大气、减速、下降、落在火星外面上,这是它最大的使命。”

在整个义务中,“天问一号”着陆器上岸火星外面是最让人期待的环节之一,也是难度最高的义务之一。从地球出发一起奔向火星的途中,探测器将一直处于高速航行状态,要想乐成着陆,着陆器要穿越火星稀薄的大气层,将与火星的相对速率从每秒4.8公里降至零。只管这个历程只有七八分钟,由于电磁屏障的缘故原由,整个历程所有要靠探测器自主控制完成,因此也被称为“恐怖7分钟”。1961年以来,各国共有17次进入火星大气的探测义务,只有8次乐成着陆并顺遂开展探测事情。

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中国航天科技集团五院火星探测义务探测器系统副总师贾阳说:“第一个我们关注的点就是近火点的捕捉,这个点是一个时机唯一的点,这个地方出现问题的话,探测器就飞到更远的深空了,想再回到火星就很难了;第二就是进入火星大气包罗着陆历程,需要探测器凭据速率、加速率等等这些情形,包罗丈量和火星外面之间的距离,做出一系列自主判断,才气保证探测器平安着陆。”

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着陆器若能顺遂落地,就会变身为火星车最先事情的初始平台,打开延伸坡道,让火星车从平台上走到火星地面,开展为期三个火星月、约莫92个地球日的探测事情。

中国自主研制的火星车是此次“天问一号”义务的一大亮点。此前宣布的火星车形状和之前登月的玉兔号月球车有些相似,然则由于火星离太阳更远,太阳能板从两个增添到了四个,保证火星车有足够的能量。而整个火星车最引人瞩目的就是它树立在前面的桅杆。

国家航天局探月与航天工程中央副主任刘彤杰说:“火星车随着着陆平台踏上火星的第一步就是要睁开桅杆,睁开眼睛,来看火星神奇的面目。两个火星车的全景相机能看前面的地形地貌,又能辅助火星车避开障碍,实行前行实时探测,通过多光谱相机,有好几个谱段来识别前面的矿物质是什么身分。”

此外,火星车上还配有探测雷达、磁场探测仪和气象丈量仪,届时可以对火星举行全方位的探测,通过尾部信息传输装备与地球相同,传回探测到的名贵资料。

中国航天科技集团五院火星探测义务探测器系统副总师贾阳说:“火星车带了六种装备,这六类装备有的是用来考察火星的地形地貌,有的是考察火星外面的岩石、矿物身分,另有的是用来测火星土壤分层情形,另有丈量气温、气压、风向和风速、声音,我们也很期待能够在地球上听到来自于火星的声音。”

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不外,相比月球车在月球上的行走,火星车面临的将会是加倍严酷的自然环境。由于大气稀薄,距离太阳更远,火星上的平均温度只有零下63摄氏度,最低可到达零下140摄氏度。火星上还经常发生沙尘暴等极端天气。若何应对这些情形,不仅关系到火星车是否能正常运转,也关乎火星车事实能在火星上事情多久。

中国航天科技集团五院火星探测义务探测器系统副总师贾阳说:“火星车有自主的手段,要是判断出来现在能量已经很缺了,好比挨不外今天晚上,那么火星车能够自己灭,等到天气变好,包罗阳光变好,也包罗温度条件变得更好,火星车还能自主醒过来。”

在人类此前乐成发射并到达火星的探测器发回来的信息中,我们已经见识到了火星的真实面目。满目荒芜,到处是沙土,外面坑洼不平,一些此前乐成着陆的火星车也经常遇到走不动的情形。中国火星车设计的速率只有每小时200米,只管确保它走得更稳一些;另一方面也增添了结构上的设计,来应对可能发生的意外情形。

中国航天科技集团五院、中国火星探测义务探测器系统副总师贾阳说:“在行进的历程中,可以调治车体和地面之间的高度。还可以蟹行运动,也就是说横着走。”

不论是期待照样挑战都还需要守候近7个月的时间。从地球到月球,再到火星,中国人的深空探索在一步步地走远。

火星是离太阳第四近的行星,和地球距离比较近而且环境最为相似,是人类走出地月系统开展深空探测的首选目的。在国际上以往的探测中,发现了火星曾经有水、甚至现在还存在水的一些证据,以是火星就成为当前国际深空探测的一个热门。“天问一号”是我国深空探测的首次义务,这次发射只是一个乐成的最先。约莫7个月后,“天问一号”将迎来后续的主要挑战!返回搜狐,查看更多

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