月背登陆有多难?比洞察号登火星还要难吗?

唔胥哉琥霓


答:在月球背面登陆有难度,但无法和洞察号登陆火星相比,不得不承认,后者难度要大很多。


目前苏联和美国,已经多次在月球正面软着陆,甚至美国还进行了六次载人登月;我国的嫦娥四号,是首个在月球背面软着陆的探测器。

和月球正面着陆相比,在月球背面软着陆,将无法直接和地面进行通讯,这就需要另外发射一颗月球卫星,把月球背面和地面桥接起来,嫦娥四号利用鹊桥中继星来完成这一任务。

就是多一个任务环节,多一份风险,这对美国来说,肯定也不是难事;毕竟人家的飞行器,已经探访了太阳系内的所有大行星,发射一颗卫星到月球背面的拉格朗日L2点不难。


目前,NASA已经发射了多颗探测器在火星软着陆:

(1)成功的有

维京一号(1975年,又称海盗号)、索杰纳火星车(1997年)、火星探测漫游者(2003年)、勇气号(2004年)、机遇号(2004年)、好奇号(2012年)、洞察号(2018年)。

(2)失败的有

火星极地着陆者(1999年,着陆失败)

还有火星轨道上的探测器,就发射了十几个,美国对火星的探索,已经远远超过了很多人的认知;而且美国的下一步计划,是载人登陆火星,预计在未来25年内实现。


登陆火星,相对于登陆月球来说,难度极大,就算是登陆月球背面也无法与之相比,原因有以下几点:

(1)火星与地球的距离为0.55~4亿公里,探测器在火星着陆时,与地面通讯时差有4分钟左右,意味着登陆全程都是由计算机控制,这就需要地面对着陆过程了如指掌,才能预先发出准确的指令;而月球背面与地面间,通讯时差只有大约2秒;

(2)探测器从地球出发到达火星,大约需要七个月的时间,这对设备的可靠性要求非常高,弄不好的话,还没到达火星设备就出问题了;

(3)在一年中,火星和地球间有一段时间,通讯被太阳阻断,这对火星车来说也是考验;

(4)火星和地球间的距离,比地月距离远了几百倍,对空间通讯技术的要求极高,数据传输速度也会慢很多;

(5)火星重力加速度是月球的2.3倍,而且火星存在大气,在火星上软着陆,难度比月球软着陆大了远不止一点;更高的重力,下落过程将更难控制,大气流动也会影响着陆时的稳定性;

(6)火星探测器的着陆方式,有时候会采用冲撞式的软着陆,对设备质量要求极高;

(7)火星上存在沙尘暴,对设备的密封性和稳定性要求很高;

以上这些举例,难度都远高于在月球着陆,我国航天起步晚于美国,现在还处于追赶阶段,但是差距还是非常明显的。


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月球背面登陆很难,但洞察号登陆火星难度还是要高不少的,火星距离地球太远,信号传输需要8分钟,只能依靠提前编制的程序控制着陆,操控难度很大。

洞察号着陆火星和嫦娥四号着陆月球背面用了相似的办法,嫦娥四号提前在月球L2点的Halo轨道上布置了一颗中转卫星,靠着中转卫星转接地球信号,由于地球距离月球比较近,即便经过中转,信号也只有几秒的延时,可以提前用嫦娥四号下部带的着陆摄像机测量高度,需要的计算也少一些。

而洞察号登陆火星的时候,也有2颗中继卫星在火星轨道上待命,但8分钟的时差,无法实时控制,需要提前计算接下来十几分钟(不一定准确,但计算量大是毫无疑问的)的飞行数据,然后依靠编制的程序启动登陆。

登陆月球背面很难,这是自然的,现在能够发射探测器登陆月球的才几个国家,但是难度与火星登陆还是无法相比,火星探测器的发射就已经是相当难的事情了,隔着几分钟的时间操控登陆,现在还就美国有这个实力。而目前火星登陆成功总共也就6、7次,在轨探测器成功入轨的也不是很多,月球是距离地球最近的天体,登陆难度小,是最好的一个实验平台,因此像软着陆技术、控制测算技术都需要在月球实验一下,所以也是人类探测次数比较多的。

我国未来几年也有探测火星的打算,也会和探测月球一样,也是分成几不走,大体上还是绕、落、回,最后以带回火星样本为目的。


来看世界呀


月背登陆有多难?比洞察号登火星还要难吗?

月球背面登陆与正面登陆理论上难度是一样的,唯一的差别是月球背面需要中继通讯支持,因此嫦娥四号的难点在于L2点的鹊桥通信卫星准确的发挥作用,剩下的事情和嫦娥三号没有什么区别!

当然并不是说嫦娥四号着陆会很简单,这就是曲解这个意思了!按与火星登陆比较起来,无论是从通信中继的难度还是从火星大气层降落的难度,都比月面登陆要难不少,因此从完整意义上来看,确实是火星登陆要更难一些!

在洞察号登陆火星的过程中,很多朋友甚至都不知道有这两颗小卫星在起着中继卫星的作用,它们分别是“伊娃”和“瓦力”,对,没错,就是你们熟悉的伊娃和瓦力!它们提供了洞察号降落时的信号中转服务!

上图就是登陆火星恐怖7分钟最艰难的2分钟,高速穿越火星大气层,其将承受1500度的高温,因此登陆火星的探测器都有一个巨大的防热罩,而且都是锥形设计!

和重返地球大气层类似,与地球大气不一样的是火星大气非常稀薄,但却比地球大气层更难缠!

恐怖七分钟的全过程,很多不过关的就死在这几分钟的路上,熬过了大半年却没熬过七分钟,实在是一件悲伤的事情!最后降落火星的时刻就各显神通了!

是不是各有不同?当然无论哪种,安全落地即可...应该是落火才对!

这是人类登陆火星成功和失败的所有统计示意图,各种程度都不一样哦!

迄今为止在火星上登陆的几个探测器的位置,其中洞察号的结构和当年成功登陆火星的凤凰号是一致的,也继承了成功登陆的优良传统!

月球上成功登陆的就多了哈,硬着陆的软着陆的,当然还有背面成功登陆的中国嫦娥四号!也许月球存在的唯一意义就是让人类的深空计划统统在月球上可以实习一遍,否则最近也要跑到火星才能登陆(金星最近但条件最恶劣),这实习成本就高了!


星辰大海路上的种花家


中继卫星发射应该不难,2007年日本的月神1号月球探测器就发射了一颗中继卫星(Rstar),但它没有登陆月球,它的中继卫星只是用于一些需要实时通讯的研究项目。

显示所有大图



这是嫦娥四号的中继卫星"鹊桥"



鉴于美国的航天领域的地位,我认为美国没有在月球背面登陆不是因为技术问题。至于是因为什么,那只有他们自己知道了。


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