【解局】火星,中国来了

百家 作者:侠客岛 2020-07-23 19:11:40 阅读:279

 “天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈?”——这是两千多年前,诗人屈原对天的大哉问。

 

两千多年后的今天,海南文昌航天发射场,长征五号遥四运载火箭搭载中国首次火星探测任务“天问一号”探测器冲出地球。


火星,中国来了。


7月23日12时41分,长征五号遥四运载火箭将“天问一号”探测器发射升空。图源:新华社


“天问”

 

今年4月,中国国家航天局宣布,将中国行星探测任务正式命名为“天问系列”,将中国首次火星探测任务命名为“天问一号”。


火星任务作为中国行星探测工程的第一步,按照计划,将通过一次发射实现“绕、落、巡”(火星环绕、着陆和巡视探测)三大任务,这在世界航天史上尚属首次。

 

为什么将“天问”第一步落于火星?


有关专家介绍,在太阳系八大行星中,火星与地球距离较近、二者有相似的自转周期、火星上有春夏秋冬四季更迭;2018年,科学家还在火星南极冰盖下发现液态水存在证据。

 

因此,通过发射探测器了解火星状况、获取信息,能帮助人类更好地研究地球的演变与未来发展,并以此为起点,发掘地球之外其他适宜生命孕育的星球

 

在此过程中,探索火星上的生命存在,研究火星磁场长期演变、火星大气和气候演化、火星地形地貌特征与分区,都具有重要科学意义。


7月22日,“天问一号” 火星车正式发布。图源:央视新闻


难度 

 

在科研人员看来,此次火星探测是一次不小的挑战。

 

国家航天局总工程师葛小春称,这次火星探测任务的研制时间很紧,并且地(球)火(星)距离远,通讯延时大,行星空间环境复杂,火星地形地貌陌生,难度可想而知。

 

时间上,由于地球与火星的相对位置在不断变化,为了让探测器顺利抵达火星,要抓住每26个月才有一次的“火星冲日”(此时地火距离最近)发射窗口,错过了今天,下次就只能等到两年多之后;

 

距离上,地月平均距离为38万公里,地火最近距离为5500万公里,最远为3-4亿公里,有人比喻,让火星探测器精准着陆,难度相当于“从巴黎击出一只高尔夫球,落在东京的一个洞里”;


此外,地火距离还将带来至少10分钟的信号延时,航天专家庞之浩表示,“探测器进入火星轨道和着陆的那段关键时间,只能依靠研究人员提前输入数据,由探测器进行自主判断,相当于‘盲降’”;

 

中国航天科技集团五院火星探测器总体主任设计师王闯称,中国首次实施火星探测任务,对火星的环境,特别是大气等参数所知甚少,“相当于我们到一个完全未知的环境实施探测,挑战很大”。

 

一位资深科学人士告诉岛妹,火星探测至少需要如下技术准备工作


“需要大推力的运载火箭将探测器加速到第二宇宙速度11.2千米/秒从而离开地球;


对长达数月的星际航行实施精确的轨道测定;


对探测器实施巡航段维护和管理,确保其在到达火星时仍能正常工作;


实施超远距离的测控和通信,接收来自数亿公里远的火星探测器发回的微弱信号;


此外,还需要探测器具备很强的自主姿态控制和运行能力。”


每一项都挑战重重。但专家认为,有探月工程连战连捷的经验,以及大推力运载火箭、超1亿公里测控等技术突破,中国的火星探测起点并不低。


火星图片(图源:NYT)


深空  

 

2019年11月14日,在河北怀来的地外天体着陆综合试验场,中国火星探测任务着陆器悬停避障试验成功。

 

相关技术人员告诉岛妹:“探测器发射后,大约需要7个月左右的时间飞抵火星,最后在火星降落只有7分钟的时间。”该次试验模拟了着陆器在火星环境下悬停、避障、缓速下降过程,对其设计正确性进行了综合验证。

 

国家航天局系统工程司相关负责人此前介绍,今夏发射的火星探测器,预计在2021年到达火星;其后,计划在2028年左右进行第二次火星探测任务;此外,中国还计划进行小行星探测、木星系探测等工程。


“天问系列”的征程开启,也正式标志着中国行星探测形成了整体概念,中国太空探索跨入了新里程

 

自1970年4月24日中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功后,中国航天一路艰辛,也一路辉煌。


十八大以来,天宫一号与神舟十号载人飞行任务圆满成功、天宫二号和神舟十一号载人飞行任务圆满成功、探月工程嫦娥三号、嫦娥四号任务圆满成功;2019年,中国航天领域发射次数最终定格在34次,连续两年成为全球年度航天发射次数最多的国家;2020年,中国将继续实施月球探测工程,空间站飞行任务也将拉开序幕。

 

这一系列自主创新的科技成果,见证了中国航天事业的飞速发展,也体现了面向国家重大需求,瞄准“深空”的民族梦想。


4月23日,习近平总书记在给参与“东方红一号”任务的老科学家回信中表示:“不管条件如何变化,自力更生、艰苦奋斗的志气不能丢。新时代的航天工作者要以老一代航天人为榜样,大力弘扬‘两弹一星’精神,敢于战胜一切艰难险阻,勇于攀登航天科技高峰,让中国人探索太空的脚步迈得更稳更远,早日实现建设航天强国的伟大梦想。”

 

宇宙浩瀚,星空灿烂。这一次,遍布着沙丘砾石的红色星球,将成为中国航天人的下一步;这一征途,也将永无止境。


文/点苍居士

资料/云中歌

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