人類文明雖然只是滄海一粟,但探索的欲望卻從未減退。繼人造衛(wèi)星、載人航天之后,中國(guó)的深空探測(cè)已經(jīng)開(kāi)始。在探月工程取得五次勝利后,中國(guó)首次向地球發(fā)起挑戰(zhàn)。它將擇機(jī)于7月底至8月初開(kāi)展首次火星探測(cè)任務(wù)。
天問(wèn)一號(hào)的由來(lái)2016年1月,中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)獲批。這是我國(guó)行星探測(cè)之旅的第一步。 2020年4月24日,中國(guó)行星探測(cè)任務(wù)被命名為天問(wèn)系列。首次火星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問(wèn)一號(hào)”,后續(xù)行星任務(wù)均按順序編號(hào)。
天問(wèn)一號(hào)的名稱取自屈原的長(zhǎng)詩(shī)《天問(wèn)》,表達(dá)了中華民族追求真理的堅(jiān)韌和執(zhí)著,體現(xiàn)了探索自然和太空的文化傳承,寓意追求科學(xué)真理是征途漫漫,科技創(chuàng)新追求永無(wú)止境。結(jié)尾。
天問(wèn)一號(hào)為什么要去火星?
最新消息顯示,7月14日,天問(wèn)一號(hào)已抵達(dá)文昌航天發(fā)射場(chǎng)。擇機(jī)使用長(zhǎng)征五號(hào)遙四火運(yùn)載火箭發(fā)射。如果一切順利,天問(wèn)一號(hào)將一次性完成繞行、著陸、巡視三步任務(wù)。這將是世界上首次探索火星并完成軟著陸的任務(wù)。繞行、著陸和巡視分別由軌道飛行器、著陸器和漫游車完成。
軌道飛行器在繞火星軌道運(yùn)行,可獨(dú)立執(zhí)行全球綜合軌道探測(cè)任務(wù),同時(shí)為火星車中繼通信;著陸器負(fù)責(zé)承載火星車安全登陸火星,火星車則負(fù)責(zé)安全登陸火星。對(duì)地表進(jìn)行區(qū)域檢查。
在整個(gè)火星探測(cè)任務(wù)中,軌道飛行器扮演著飛行器、通信器和探測(cè)器等多重角色。他負(fù)責(zé)搭載著陸巡邏車,完成地面火力轉(zhuǎn)移、火星捕獲、環(huán)火軌道調(diào)整、著陸區(qū)預(yù)探測(cè)、適時(shí)實(shí)施儀器分離、提供中繼保障服務(wù)、利用科學(xué)有效載荷對(duì)火星進(jìn)行全球綜合研究。環(huán)繞檢測(cè)。除了負(fù)責(zé)信號(hào)中繼外,軌道飛行器還將配備不同分辨率和光譜的相機(jī),拍攝我國(guó)首張火星全圖。此外,它還搭載了一批先進(jìn)儀器,用于研究火星磁場(chǎng)、表面元素、大氣和中性粒子、全球地貌(海拔)等。
登陸車將在火星表面軟著陸,并釋放火星車對(duì)火星表面進(jìn)行巡邏和探測(cè)?;鹦擒噷⒃诨鹦峭A?0天,執(zhí)行巡視探測(cè)、火星地貌特征研究等多項(xiàng)任務(wù)。
火星任務(wù)有多難?
火星的半徑只有約3400公里,約為地球半徑的一半?;鹦且埠苄?,只有地球大小的15%。人類對(duì)火星的探索歷史表明,火星上現(xiàn)有的環(huán)境非常惡劣。不過(guò),火星的整體環(huán)境條件與地球相似,只是比地球距離太陽(yáng)稍遠(yuǎn)一些。目前,地球位于太陽(yáng)系的宜居帶。隨著太陽(yáng)活動(dòng)加劇,宜居帶將向外擴(kuò)展,火星可能成為下一個(gè)地球。
許多科學(xué)家也認(rèn)為,人類有可能移民到火星,開(kāi)辟新的生存空間。自20世紀(jì)60年代蘇聯(lián)和美國(guó)開(kāi)展火星探測(cè)以來(lái)的幾十年里,火星探測(cè)成功的概率經(jīng)計(jì)算不到一半。人類如果真想移民火星,面臨著很多障礙。
距離遠(yuǎn):火星最遠(yuǎn)探測(cè)距離距地球4億公里?;鹦翘綔y(cè)器將沿著霍曼轉(zhuǎn)移軌道的路徑到達(dá)目的地。沿著這條路徑,探測(cè)器大約需要7個(gè)月的時(shí)間才能到達(dá)火星。
信號(hào)傳輸困難:光信號(hào)從地球到探測(cè)器單程需要22分鐘,往返需要44分鐘。隨著探測(cè)器飛離太陽(yáng)距離火星越來(lái)越遠(yuǎn),空間信號(hào)衰減也越來(lái)越大,這給整個(gè)通信設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。
與此同時(shí),火星探測(cè)器在繞火星運(yùn)行時(shí)將遭遇太陽(yáng)凌日。太陽(yáng)凌日期間,由于太陽(yáng)輻射的影響,探測(cè)器將與地面通訊中斷30天。在這30天內(nèi),探測(cè)器需要自主管理。同時(shí),它還需要具備繞火星運(yùn)行時(shí)獨(dú)立導(dǎo)航的能力。這也是中國(guó)火星探測(cè)任務(wù)的重大創(chuàng)新突破。
制動(dòng)捕獲:探測(cè)器在長(zhǎng)途飛行后如何被火星引力場(chǎng)成功捕獲是任務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。在此過(guò)程中,如果剎車過(guò)早,探測(cè)器就會(huì)飛離火星。或者如果再深入一點(diǎn),探測(cè)器可能會(huì)撞擊火星。
7分鐘盲著陸:火星探測(cè)器到達(dá)繞火星軌道后,下一步就是登陸火星表面。著陸過(guò)程僅持續(xù)7分鐘左右,是整個(gè)任務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn),直接決定任務(wù)的成敗。
進(jìn)入火星大氣層后,著陸器必須完全依靠自身減速。同時(shí),隔熱系統(tǒng)必須經(jīng)受大氣摩擦的考驗(yàn),降落傘必須及時(shí)打開(kāi),隔熱罩必須廢棄。隨著著陸器越來(lái)越接近地面,速度進(jìn)一步增加。下降后,著陸器與降落傘分離。經(jīng)過(guò)懸停、避障、著陸、穩(wěn)定等復(fù)雜精密的過(guò)程,完成著陸過(guò)程。
作為我國(guó)首次自主火星探測(cè)任務(wù),此次火星軌道飛行器不僅攻克了火星制動(dòng)捕獲、長(zhǎng)期自主管理等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),還實(shí)現(xiàn)了地火超遠(yuǎn)距離測(cè)控通信。通過(guò)在軌探測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的全局、綜合探測(cè),完成對(duì)火星表面重點(diǎn)區(qū)域的高精度、高分辨率、精細(xì)探測(cè)。
在火星探測(cè)窗口期執(zhí)行本次發(fā)射任務(wù)充滿挑戰(zhàn)。如果成功,就意味著中國(guó)完成了蘇聯(lián)和美國(guó)花了幾十年才完成的旅程??紤]到技術(shù)后發(fā)優(yōu)勢(shì),這是合理的,但也面臨著風(fēng)險(xiǎn)。不過(guò),中國(guó)航天員面臨如此艱巨的挑戰(zhàn)并不奇怪。中國(guó)航天精神概括起來(lái)就是:自力更生、艱苦奮斗、奮發(fā)協(xié)作、無(wú)私奉獻(xiàn)、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)、勇于攀登。