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今年火星探测大幕正式拉开 中美探测器后续着陆还有挑战

时间:2021-02-10 15:35:09

一个月迎来三位地球来客!“希望”号进入环火轨道,今年火星探测大幕正式拉开

北京时间9日晚,阿联酋的“希望”号探测器成功实现“太空刹车”,进入火星环绕轨道。这不但标志着阿拉伯世界的第一次火星探测任务取得标志性突破,而且还拉开今年火星探测的大幕。在“希望”号之后,中国的天问一号探测器和美国“毅力”号探测器也将在本月内相继造访火星。

一个月迎来三位地球来客

美国“太空”网站9日称,2月7日的“火星新年”刚刚过去,这颗红色星球就将相继迎来3位地球来客。北京时间9日23时许,阿联酋“希望”号探测器经过长达7个月的长途旅行,终于抵达火星附近开始关键一步。阿联酋航天局在社交媒体上表示,“希望”号将在没有人工干预的情况下,进行长达27分钟的“太空刹车”。“探测器启动6台发动机全力工作,以消耗自身携带的一半燃料为代价,将飞行速度从每小时12.1万公里降低到每小时1.8万公里,进而进入火星环绕轨道。”阿联酋副总统兼总理阿勒马克图姆表示,“阿联酋有史以来首次将阿拉伯世界带入深空新领域。我们的太空任务向阿拉伯青年传达了希望和信心。”

进入火星环绕轨道后,“希望”号并不会在火星表面着陆,而是围绕火星进行各项测量工作。它将研究火星大气及火星日周期和季节周期,获得火星气候变化的规律。同时,“希望”号也让阿联酋成为美国、苏联、欧洲航天局和印度之后,成功探测火星的第五个国家和地区。

《科学美国人》网站9日称,由于火星探测任务需要考虑地球与火星的位置关系,适合火星探测器发射的时间窗口期相对较短,因此集中于2020年夏季发射的各国火星探测器将集中在2月抵达火星。中国天问一号探测器将在“希望”号抵达火星后的24小时内,也尝试进入火星环绕轨道。“这是中国的第一个独立的行星际飞行任务,代表着中国航天的雄心和能力迈出一大步”。美国“毅力”号探测器则将于2月18日抵达火星。

进入火星轨道难在哪里

中国航天专家庞之浩9日告诉《环球时报》记者,为被火星引力捕获,火星探测器在准备进入火星轨道时要调整飞行姿态,将发动机的喷管朝向前方,待到时机恰当时发动机点火开机,以降低探测器的速度,仅有一次机会。由于火星距离地球比月球距离地球远得多,通信的延时在10分钟以上,所以地面无法对这一制动过程进行实时监控,只能依靠探测器自主执行。为此地面指挥人员需要提前为探测器注入姿态调整和制动“刹车”的有关控制程序数据。

另外,探测器进入火星轨道时的制动“刹车”时机和大小要十分精准,如果制动点火时间过长或过猛,探测器速度下降过多,就会一头撞上火星;如果制动点火时间过短或过轻,探测器飞行速度过快,就会沿抛物线轨迹飞离火星,导致进入火星轨道失败。只有“刹车”时机和时长都分秒不差,才能形成理想的捕获轨道。

美国“太空”网站也表示,火星探测器的“太空刹车”难度非常大,美苏火星探测器都曾在这个关键环节“折戟沉沙”。例如1974年苏联“火星4号”探测器由于制动发动机失效,“刹车失灵”导致速度过快而没能进入火星轨道。1999年美国“火星气候轨道器”在试图进入火星环绕轨道时则因为飞行轨迹距离火星太近,导致探测器在进入火星大气层后不久就解体损毁。事后调查发现,这是因为它的飞行系统软件使用英制单位,而地面人员输入参数时使用公制单位,由此造成的混淆导致探测器出现导航偏差。

中美探测器后续着陆还有挑战

“科学美国人”网站称,历次火星探测任务的成功率只有不到一半,经过“太空刹车”进入火星轨道这个关键环节后,那些需要在火星着陆的探测器还要通过“恐怖7分钟”的考验:火星探测器在短短7分钟内要克服高温,自主完成由大量步骤组成的减速着陆过程。考虑到火星大气极为稀薄,因此这个减速过程的挑战比在地球上着陆更大。

报道称,虽然美国“毅力”号探测器抵达火星的时间较晚,但它在进入火星轨道后就将直接尝试着陆。相比之下,中国对火星环境的了解还不够充分,天问一号进入火星轨道后将首先展开环境探测,预定在5月登陆火星。(记者晨阳 记者 邓孝慈)

来源: 环球时报 编辑: FN008
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