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火星,我们来啦!一起来看看火星登陆“恐怖7分钟”要经历啥?
发布时间:2020-07-28    报送来源:21世纪经济报道、文汇报、中国日报网公众号

我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场

用长征五号遥四运载火箭

成功发射首次火星探测任务天问一号探测器

火箭成功将探测器送入预定轨道

天问一号探测器

将在地火转移轨道飞行约7个月后

到达火星附近

通过“刹车”完成火星捕获

进入环火轨道

并择机开展着陆、巡视等任务

进行火星科学探测

名为“天问”的中国火星探测之旅

开启了!

图片来源 / 新华社

记者从国家航天局获悉,7月23日12时41分,我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器,火箭飞行约2167秒后,成功将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步。天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后,到达火星附近,通过“刹车”完成火星捕获,进入环火轨道,并择机开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测。

首次火星探测任务的工程目标,一是突破火星制动捕获、进入/下降/着陆、长期自主管理、远距离测控通信、火星表面巡视等关键技术,实现火星环绕探测和巡视探测,获取火星探测科学数据,实现我国在深空探测领域的技术跨越;二是建立独立自主的深空探测工程体系,包括设计、制造、试验、飞行任务实施、科学研究、工程管理以及人才队伍,推动我国深空探测活动可持续发展。

首次火星探测任务的科学目标,主要是实现对火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等研究。

首次火星探测任务于2016年1月经党中央、国务院批准立项,由国家航天局组织实施,具体由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用等五大系统组成。国家航天局探月与航天工程中心为工程总体单位,中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制运载火箭系统,中国空间技术研究院和上海航天技术研究院抓总研制探测器系统。中国卫星发射测控系统部负责组织实施发射、测控。中国科学院国家天文台抓总研制地面应用系统,负责科学数据接收、处理、存储管理等工作。

我国火星探测作为开放性的科学探索平台,包括港澳地区高校在内的全国多地研究机构积极参与了研制过程,我国也与欧空局、法国、奥地利、阿根廷等国家和组织开展了多项合作。

火星是离太阳第四近的行星,与地球邻近且环境最为相似,是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。国际火星探测已取得了丰富成果,发现了曾经有水、甚至现在还存在水的若干证据,极大激发了人们在火星寻找生命的热情,也成为当前国际深空探测的热点。受天体运行规律约束,火星探测窗口每26个月一次,并且窗口时间较短。1996年以来,几乎每个发射窗口都有火星探测器发射,今年更是迎来了多国齐聚火星发射窗口,共同奔赴火星,开启深空探测的新高潮。

火星登陆“恐怖7分钟”要经历啥?

从60年前,人类开启火星探险之旅以来,40多个火星探测器被送往火星。然而,成功进入火星大气层的只有15个,真正成功着陆火星并顺利开展工作的则只有8个(海盗1号,海盗2号,火星探路者号&旅居者号,勇气号、机遇号、凤凰号、好奇号、洞察号),火星也因此被称为探测器坟场。

探测器进火星轨道有多难?想想从巴黎打一个高尔夫球,要把球落进东京的某个洞。

火地距离遥远,再加上火星环境复杂,探测器进入火星轨道难度很大。如果切入点离火星过远,则不能被火星的引力捕获而掠过火星;切入点离火星太近,则可能坠毁于火星大气层。日本火星探测器“希望号”就因为燃料问题未能进入火星轨道进而丧失了“希望”。

进入火星的轨道都这么难,更何况要在火星着陆呢。“恐怖7分钟”即得名于火星着陆之难,在短短7分钟的时间里,探测器的时速要从2万千米降低到0,还要历经几大难关:

第一关,准备进入大气层。在这个阶段,探测器会最后一次更新着陆参数。

第二关,恐怖7分钟正式开始:探测器要以完美角度切入火星大气层,角度太小则无法进入大气层,角度太大又会因为被大气层过度加热而烧毁;探测器在进入大气层时的速度高达几千米每秒,之后在大气层的缓冲下不断减速,在此过程中,探测器的温度最高可达到1500℃。

第三关,打开降落伞。在这一关,探测器要分离隔热盾、打开着陆架、开启测距雷达,与降落伞分离,反冲火箭点火。

这一关,要确保这些操作全部严格按照之前设定的进行,一个步骤也不能有差错,直至着陆火星表面。

一名科学家曾这样形容火星探测器着陆时的心情:“就像丈夫在产房外等着妻子分娩”。

2020年7至8月,多国将上演“探火”大戏,祝福要着陆火星的探测器都能顺利穿越恐怖七分钟,迎来自己的高光时刻。

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