• 正文
  • 相關(guān)推薦
申請入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

“天問一號(hào)”踏上探火征程,深空探測下一步如何走?

2020/08/06
71
加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點(diǎn)資訊討論

如果“天問一號(hào)”進(jìn)展順利,我國的深空探測能力和技術(shù)水平將實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,成為世界第三個(gè)在火星著陸,第二個(gè)在火星巡視的國家。

火星是開展深空探測的首選目標(biāo)

最近 20 多年以來,幾乎每一個(gè)發(fā)射窗口都有火星探測器發(fā)射。今年 7 月,就有 3 個(gè)國家計(jì)劃實(shí)施火星探測任務(wù)。

以往的探測發(fā)現(xiàn)了存在水的證據(jù),火星上是否存在孕育生命條件以及火星是地球的過去還是地球的未來,成為火星研究重大科學(xué)問題。研究火星對(duì)認(rèn)識(shí)地球演變具有非常重要的比較意義。

從工程實(shí)踐來看,火星探測相對(duì)于其他的行星探測也更容易實(shí)現(xiàn)。再從任務(wù)周期來看,金星、火星作為地球的鄰居,飛行時(shí)間大約需要 6—10 個(gè)月。而木星則需要飛行 7 年,水星也需要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間。

縱使探測火星遠(yuǎn)比探測月球復(fù)雜困難,我國還是義無反顧地借“天問一號(hào)”開啟了火星探測之旅。

因?yàn)檠芯炕鹦堑沫h(huán)境變化可以對(duì)地球環(huán)境的保護(hù)帶來一定程度的指導(dǎo)意義,對(duì)太陽系起源及演化、甚至是生命起源及演化等重大科學(xué)問題也具有重要意義。

叩問蒼穹的深空之旅

塔斯社注意到,今年 4 月,中國的行星探測任務(wù)被正式命名為“天問”,首次火星探測任務(wù)命名為“天問一號(hào)”。

這個(gè)名字源自中國先秦大詩人屈原的長詩《天問》,象征著中華民族對(duì)求索宇宙真理的亙古之愛、對(duì)研究與創(chuàng)新的渴望,翻譯過來即為“叩問蒼穹”之意。

中國政府在其“十三五”規(guī)劃中將太空作為研究重點(diǎn),尤其是深空探索和在軌航天器更是重中之重。

我國首次火星探測任務(wù) 2016 年正式立項(xiàng),經(jīng)業(yè)界專家分析研判,最后提出一步實(shí)現(xiàn)“繞、著、巡”的工程目標(biāo)。

如果 100%成功完成任務(wù),天問一號(hào)將成為全球第一個(gè)同時(shí)將環(huán)繞器、著陸器和巡視器一次性送上火星的國家,美國也做不到,這對(duì)美國的科技自信心也是一次降為打擊。

中國首次火星探測任務(wù)

北京時(shí)間 7 月 23 日 12 時(shí) 41 分,中國現(xiàn)役運(yùn)載能力最強(qiáng)的長征五號(hào)火箭,在文昌航天發(fā)射中心成功執(zhí)行中國首次火星探測任務(wù)“天問一號(hào)”,中國首個(gè)火星探測器搭載“長征五號(hào)”遙四運(yùn)載火箭踏上前往火星的征程。

預(yù)計(jì)在今年年底或明年年初,探測器將在火星著陸,展開為期半年的全球性和綜合性探測。

此次火星探測任務(wù)如果能夠順利完成,除了美國之外,中國將是第二個(gè)在火星上完成環(huán)繞、著陸、探測等任務(wù)的國家,也是首個(gè)第一次發(fā)射就成功的國家。

“天問一號(hào)”是登火第一步

遙遠(yuǎn)的地火距離,是擺在火星探測前的第一道門檻。

雖然著陸平臺(tái)搭載的火星車,從進(jìn)入火星大氣層到著陸只有短短的七分鐘,但從探測器上發(fā)出的電波,經(jīng)過幾億公里傳到地球后十分微弱,再加上宇宙噪聲,很容易把傳輸信號(hào)淹沒掉。

所以要完全依靠著陸器的自身本事,探測器也要有較高的自主性。

抵達(dá)火星之后,“天問一號(hào)”火星探測車不僅要在火星表面進(jìn)行探測作業(yè),還要將它在上億公里之外的所見所聞傳回地球。

在正式開展探測作業(yè)前,著陸平臺(tái)要載著火星車完成大氣減速下降、落火、延伸坡道。

這對(duì)自動(dòng)控制、返回式降落、軟著陸等技術(shù)指標(biāo),精度要求非常高。否則,探測器要么到達(dá)不了火星軌道,要么撞到火星上,要么就會(huì)飛越火星。

天問一號(hào)的最大亮點(diǎn)是:將通過一次發(fā)射,實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視三項(xiàng)任務(wù),開展對(duì)火星全球性和綜合性的探測,并對(duì)火星表面重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行精細(xì)巡視勘察。

采用這種探火方式,起點(diǎn)高、效益高,在人類火星探測史上前所未有。

近段時(shí)間以來,隨著“天問一號(hào)”的成功發(fā)射,我國正式開啟了首次自主火星探測任務(wù)。近些年來,我國在航天事業(yè)上的大力投資,終究沒有白費(fèi)。

火星探索的起步,代表了中國在深空探索領(lǐng)域已確定了下一個(gè)方向,中國的行星探測形成了整體概念。

錯(cuò)過發(fā)射窗口將再等 2 年

之所以各國都擠在這段時(shí)間奔向火星,因?yàn)楝F(xiàn)在正值火星探測的發(fā)射窗口,如果錯(cuò)過,下一次就等到到 26 個(gè)月之后了。

這和地球與火星的公轉(zhuǎn)周期有關(guān),因?yàn)閮深w星球的公轉(zhuǎn)速度不同,相對(duì)距離在在不斷變化,最近時(shí)有 5500 萬公里,最遠(yuǎn)時(shí)超過 4 億公里。

每隔約 780 天太陽、地球和火星才會(huì)處在一條直線上,這時(shí)地球距離火星距離最近,也就是所謂“火星大沖”。

“霍曼轉(zhuǎn)移軌道”是目前探測火星最節(jié)省燃料,也是最高效的一條飛行路徑,這一路線同樣需要太陽、地球和火星處于相對(duì)合適的位置,但并不是在連成一線時(shí),周期同樣是 26 個(gè)月左右。

深空探測下一步怎么走

我國探月工程的經(jīng)驗(yàn),以及大推力運(yùn)載火箭、超 1 億公里測控等技術(shù)的突破,都為火星探測任務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

火星探測作為開放性的科學(xué)探索平臺(tái),包括港澳地區(qū)高校在內(nèi)的全國多地研究機(jī)構(gòu)積極參與了研制過程,我國也與歐空局、法國、奧地利、阿根廷等國家和組織開展了多項(xiàng)合作。

國家航天局已經(jīng)與 40 多個(gè)國家簽署了 100 多份合作協(xié)議。國家航天局愿意與發(fā)達(dá)國家、航天大國進(jìn)行合作,也愿意和一些發(fā)展中國家合作。

如果“天問一號(hào)”任務(wù)取得成功,中國計(jì)劃將宇航員送往火星。而且,除探索火星任務(wù)外,我國還計(jì)劃在 2022 年之前發(fā)射一個(gè)永久性的空間站,并正在考慮在 2030 年代向月球發(fā)射載人探測器。

結(jié)尾:

盡管地火距離更遠(yuǎn)、著陸技術(shù)難度更大、工程的復(fù)雜程度更高,但中國在探月任務(wù)中,積累了大量的深空探測經(jīng)驗(yàn),天問一號(hào)或?qū)⑦M(jìn)一步縮短中國與美國、俄羅斯等在深空探測技術(shù)方面的差距。

中國尚未超越美國的地外成就,但中國的火星探測任務(wù)表明,這兩個(gè)航天大國之間的技術(shù)差距正迅速縮小。

相關(guān)推薦

登錄即可解鎖
  • 海量技術(shù)文章
  • 設(shè)計(jì)資源下載
  • 產(chǎn)業(yè)鏈客戶資源
  • 寫文章/發(fā)需求
立即登錄

AI芯天下是智能芯片行業(yè)垂直自媒體。采用媒體+行業(yè)的模式,堅(jiān)持從芯出發(fā),用心服務(wù)的理念,致力于豐富的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源建設(shè)。官網(wǎng):http://www.world2078.com/ 公眾號(hào):World_2078