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抵達火星有多難?
[ 發布時間:2020-07-24 ]   [ 信息來源: 國家航天局探月與航天工程中心 ]  [ 字號: ]

  人類對地球的“姊妹星”火星的探測始于上世紀60年代,前蘇聯和美國率先展開,后期日本、歐空局、印度相繼加入這一行列。幾十年來,火星探測成功率僅為一半左右。前蘇聯在1960-1988年間進行了近20次探測任務,但沒有一次取得完全成功。在20世紀90年代以后,成功率才達到三分之二左右。



  那么,開展火星探測的難點在哪里呢?


  第一,距離遙遠?;鹦蔷嚯x地球在5600萬—4億千米之間,且變化區間大。地火距離和相對運動規律對方案總體設計、可靠性設計、計劃管理等提出了更高要求。目前,人類探測器飛往火星耗時大約要7個月。此外,火星與地球并不處在同一平面內,軌道設計難度可想而知。由于距離問題,地火之間信號傳輸時延達到23分鐘,標準的火星著陸過程持續時間僅7分鐘左右,這意味著全程的降落過程必須依靠探測器自主完成。


  第二,窗口難得。根據地火在太陽系的相對運動關系,約26個月出現一次從地球發射探測器到火星的機會,這就是所謂的“窗口期”,一旦錯過就需要等待兩年多。在本窗口期,阿聯酋“希望號”已經啟程,我國“天問一號”已整裝待發,美國“毅力號”也將于近期發射奔火。



  第三,需要強力運載火箭。前往火星,不僅需要擺脫地球引力,還需要擺脫太陽的強大引力,這意味著更強力的運載火箭是探測火星的先決條件。今年的火星探測任務中,各國都拿出了自己的王牌運載火箭,阿聯酋使用日本H-2A運載火箭,美國使用宇宙神五號運載火箭,我國使用長征五號運載火箭。


  第四,著陸難度大?;鹦谴髿饷芏葍H為地球的1%左右,可以利用它對探測器進行減速,但過程中會產生高達2000攝氏度的熱量?;鹦侵懫骷刃枰魺嵴指艚^熱量,還需要配備減速、降落傘進一步減速。但不足以讓探測器減速到可實現軟著陸的水平,另需要反推發動機進行減速,實現懸停、避障、降落。



好奇者號火星車降落火星過程


  第五,著陸區域與時機的選擇?;鹦潜砻鏈羡挚v橫,砂礫遍布,對著陸點的選擇和火星車的路徑規劃提出了更高的要求。由于長期風化,缺乏溫室效應又導致火星不同區域氣壓差很大,進一步導致火星表面風力強勁,經常出現沙塵暴。



  無畏挑戰的科學精神永遠閃耀,探索浩瀚宇宙的步伐不會停止。我國天問一號任務目前正在做最后的發射準備,即將開啟飛向火星的夢想之旅,敬請期待。

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