火星你好,!我叫天問一號(hào),,來自中國(guó)
視頻:中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器成功發(fā)射 來源:中國(guó)新聞網(wǎng)
火星你好!我叫天問一號(hào),,來自中國(guó)
7月23日12時(shí)41分,,中國(guó)在文昌航天發(fā)射場(chǎng)用長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭成功發(fā)射首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)探測(cè)器。火箭飛行約2167秒后,,成功將天問一號(hào)探測(cè)器送入預(yù)定軌道,,開啟火星探測(cè)之旅,邁出了中國(guó)行星探測(cè)第一步,。
中國(guó)國(guó)家航天局新聞宣傳中心供圖 張高翔 攝
受天體運(yùn)行規(guī)律約束,,火星探測(cè)窗口每26個(gè)月出現(xiàn)一次,并且窗口時(shí)間較短,。2020年7-8月份是火星探測(cè)的重要窗口期,,近期中國(guó)、美國(guó),、阿聯(lián)酋三國(guó)"扎堆"探火,。火星探測(cè)究竟有何魅力,?中國(guó)將如何探火,?未來"移民"火星是否有可能?
中國(guó)國(guó)家航天局新聞宣傳中心供圖 張高翔 攝
為何要去火星,?
縱觀世界航天史,,人類似乎對(duì)火星"情有獨(dú)鐘"。世界各國(guó)的火星探測(cè)活動(dòng)要追溯到20世紀(jì)60年代,。1960年10月,,蘇聯(lián)向火星先后發(fā)射了兩個(gè)探測(cè)器"火星1A"號(hào)和"火星1B"號(hào),但均以失敗告終,。直到1964年10月,,美國(guó)"水手4號(hào)"探測(cè)器才向地球傳回人類史上第一張有關(guān)火星表面的近距離圖像,開啟了火星探測(cè)的新篇章,。
截至2020年6月,世界各國(guó)共實(shí)施40余次探火活動(dòng),,但成功和部分成功的任務(wù)僅有24次,。火星探測(cè)如此"步步驚心",,為何各國(guó)還要前赴后繼地開展探測(cè)火星,?
中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)火星車。李貴良制圖
這得從火星和地球的淵源說起,?;鹦鞘翘?yáng)系中與地球最為相似的行星,探測(cè)火星,、了解火星,,能幫助人類進(jìn)一步預(yù)測(cè)地球和行星的未來變化趨勢(shì),了解自身在宇宙中的地位和最終命運(yùn)。
正如中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)新聞發(fā)言人,、中國(guó)國(guó)家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤杰所言,,火星是地球的"姊妹星",探索火星有助于人類更好了解行星和宇宙演化,,為人類社會(huì)發(fā)展帶來更多前沿知識(shí),。
基于現(xiàn)有航天能力,"奔火"飛行6至10個(gè)月左右即可到達(dá),,相比更遠(yuǎn)的行星和衛(wèi)星,,任務(wù)周期較合適。此外,,火星與地球有較為相似的環(huán)境,,這使得機(jī)器人或人類進(jìn)駐火星成為可能。
來源:中國(guó)空間技術(shù)研究院
如何飛抵火星,?
自7月23日發(fā)射升空后,,天問一號(hào)探測(cè)器將"長(zhǎng)途跋涉"約7個(gè)月才能飛抵火星。
這一飛行過程包括發(fā)射,、地火轉(zhuǎn)移,、火星捕獲、火星停泊,、離軌著陸和科學(xué)探測(cè)等六個(gè)階段,。
據(jù)了解,天問一號(hào)探測(cè)器在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)采用長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭升空后,,探測(cè)器將進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道,。器箭分離后,天問一號(hào)探測(cè)器太陽(yáng)翼和定向天線相繼展開,,在測(cè)控系統(tǒng)支持下,,飛行約7個(gè)月抵達(dá)火星,期間進(jìn)行深空機(jī)動(dòng)和中途修正,。探測(cè)器進(jìn)入環(huán)火軌道并經(jīng)過制動(dòng)后,,再通過2至3個(gè)月的環(huán)繞飛行后首選進(jìn)入窗口,期間在著陸區(qū)上空對(duì)著陸區(qū)開展探測(cè),。
此后,,天問一號(hào)探測(cè)器將擇機(jī)實(shí)施降軌機(jī)動(dòng),著陸巡視器與環(huán)繞器分離,。環(huán)繞器升軌返回到停泊軌道,,為著陸過程提供中繼通信。著陸巡視器進(jìn)入火星大氣,,依次完成配平翼展開,、降落傘開傘、大底分離、背罩分離,、動(dòng)力減速,、懸停、避障及緩速下降,、著陸緩沖等動(dòng)作,,著陸于火星表面。
成功著陸后,,火星車與著陸平臺(tái)解鎖分離,。火星車駛離著陸平臺(tái),,開始巡視探測(cè),。著陸巡視器安全著陸后,環(huán)繞器進(jìn)入中繼軌道,,為火星車提供中繼通信,,兼顧科學(xué)探測(cè)?;鹦擒囃瓿商綔y(cè)任務(wù)后,,環(huán)繞器進(jìn)入使命軌道,開展火星全球遙感探測(cè),,兼顧火星車擴(kuò)展任務(wù)中繼通信,。
來源:中國(guó)空間技術(shù)研究院
將執(zhí)行哪些任務(wù)?
與美國(guó),、俄羅斯相比,,中國(guó)在火星探測(cè)領(lǐng)域尚屬"新手"。不過中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)亮點(diǎn)頗多,,創(chuàng)新十足,。此次任務(wù)將一次實(shí)現(xiàn)"環(huán)繞、著陸,、巡視"三項(xiàng)目標(biāo),,任務(wù)一旦成功,這種"三合一"的壯舉在全球尚屬首次,。
天問一號(hào)探測(cè)器由環(huán)繞器和著陸巡視器兩部分組成,其中環(huán)繞器攜帶7臺(tái)儀器,,著陸巡視器攜帶6臺(tái)儀器,。此次任務(wù)的科學(xué)目標(biāo),主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征,、火星表面土壤特征與水冰分布,、火星表面物質(zhì)組成等研究。
除科學(xué)目標(biāo)以外,中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)還有2項(xiàng)工程目標(biāo):一是突破火星制動(dòng)捕獲,、進(jìn)入/下降/著陸,、長(zhǎng)期自主管理、遠(yuǎn)距離測(cè)控通信,、火星表面巡視等關(guān)鍵技術(shù),,實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞探測(cè)和巡視探測(cè),獲取火星探測(cè)科學(xué)數(shù)據(jù),,實(shí)現(xiàn)中國(guó)在深空探測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)跨越,;二是建立獨(dú)立自主的深空探測(cè)工程體系,包括設(shè)計(jì),、制造,、試驗(yàn)、飛行任務(wù)實(shí)施,、科學(xué)研究,、工程管理以及人才隊(duì)伍,推動(dòng)中國(guó)深空探測(cè)活動(dòng)可持續(xù)發(fā)展,。
來源:中國(guó)空間技術(shù)研究院
"移民"火星可能嗎,?
在科幻電影《火星救援》里,主人公馬克依靠種植土豆獨(dú)自在火星上生存下來,。這也讓民眾對(duì)未來能否"移民"火星充滿了期待,。
近年來,世界各國(guó)建設(shè)月球基地的熱情很高,,不少國(guó)家制定相關(guān)的計(jì)劃和方案,。相比月球,被譽(yù)為地球"姊妹星"的火星似乎更適合建造基地,。美國(guó)火星探測(cè)器曾在火星上探測(cè)到水的痕跡,。火星自轉(zhuǎn)周期與地球類似,,約為24小時(shí)40分鐘,,不僅有一年四季,還擁有稀薄的大氣,。這些相似性表明,,火星是適宜人類居住改造的最好候選行星,也讓人們看到了"殖民"火星的希望,。
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)自遠(yuǎn)在接受媒體采訪時(shí)表示,,通過技術(shù)手段提高火星表面溫度、增加火星大氣濃度等,,可以進(jìn)一步建立火星表面生態(tài)環(huán)境,。
值得注意的是,,盡管將火星改造為適宜人類生存的"綠色星球"是美好的愿景,但這距離真正實(shí)施還有遙遠(yuǎn)的距離,?;鹦歉脑旃こ讨拼蟆⒊杀局?、技術(shù)難度之高,、科學(xué)實(shí)施步驟之復(fù)雜是可想而知的,未來可能需要人類通過幾個(gè)世紀(jì)艱苦卓絕的努力才能實(shí)現(xiàn),。(作者:郭超凱)
來源:上海航天技術(shù)研究院供圖