03.03 发射探测器去月球背面与去火星,哪个难度更大一些?为什么?

武功没数


毫无疑问,发射探测器去火星的难度大,甚至登陆月球背面与登陆火星没有可比性,难度差的不是一点半点,目前人类向月球发射过46次探测器,成功率不足5成,其中美国22次,前苏联(俄罗斯)20次,欧洲和印度都发射过,中国的“萤火一号”搭载俄罗斯火箭也曾经发射过,但最终以失败告终,而我国自主火星探测器将在明年开启!

而相对来说,向月球发射探测器成功率很高,目前我国几次月球探测器包括刚刚结束的嫦娥四号在月球背面着陆都成功了!

探测器登陆月球背面难度并不是很大(与正面相比),只不过由于地球的潮汐锁定,月球背面永远背对着地球,造成那里的信号很难传达到地球上,很难传达指令取得联系!

而我国发射的嫦娥四号在登陆月球之前,早在去年5月份就有“鹊桥号”中继星在月球背面上空等待,它的作用就是嫦娥四号探测器与地球上的信号桥梁!

月球距离地球38万公里,而火星距离地球最近时也有5500万公里,探测器到达火星至少需要半年时间!登陆月球与登陆火星对火箭动力,燃料,自以及准确性的要求差别也太大了!

只能说,登陆月球只能当做登陆火星的基础,在此基础上不断地积累经验和技术,才能向火星进军。


宇宙探索


自然是火星难度大。美苏早已掌握了成熟的月球探测经验,然而火星探测计划成功率却一直不高,苏联从1960年起到1989年解体,近30年间发射的17颗火星探测器,只有一次是成功的。08年时一次俄罗斯火星探测任务发射失败,把搭载的中国第一颗火星探测器也给报销了。美国的成功率高一些,但也比探月低的多。

月球距离很近,平均38万公里,远地点和近地点也相差不大,而火星距离地球最远时有4亿公里,火星冲日最近时也有5000万公里,每26个月才有一次冲日。飞往38万公里处与飞往5000万公里处的轨道测控难度简直不可同日而语。

月球没有磁场,没有大气,近月空间相对纯净,而火星有磁场,有大气,降落时会有很多落月时不存在的问题,高热,黑障等。

月球日照条件很好,白天黑夜每15天交替,着陆设备可以长时间持续开展工作,火星距离太阳远,有着12小时的昼夜交替,大气稠密,大气消光效应明显,且常有遮天蔽日的沙暴,太阳能电板常不能有效工作。

月球与地球通信基本是即时的,火星与地球最近时,地球发往火星的测控指令要6分钟才能得到反馈,等火星运行到太阳另一侧,这个时间会放大到40多分钟,这对于处理即时性较强的问题是很不利的,对探测器的智能化程度提出了更高要求。

现在进行火星探测的只有美国和欧空局,俄罗斯也力有不逮,但俄罗斯和日本也都有着丰富的远距离测控航天器的经验,日本的隼鸟和隼鸟2号都能飞行数亿公里,着陆小行星,挖掘样品后再飞回地球,历史十年。而中国航天器最远受控飞行距离记录是嫦娥二号的700万公里在略过700万公里处的小行星4179后,已经不再受控了。中国在航天技术上,除载人航天等个别领域可圈可点外,其他方面如运载火箭,深空探索等等均已全面落后于上述国家。

本人就事论事,只从技术层面上讨论,请持所谓"中国的东西一定是好的"理念的朋友口下留德,欢迎航天爱好者留言讨论。


妖刀53


飞往月球背面着陆,技术难度还是要稍微低于登陆火星的。从前苏联发射第一枚火星探测器开始,到目前为止人类已经往火星发射了几十枚探测器了,但2/3的探测器都没能够完成登陆火星的任务,直接报废在飞往火星的路上或者登陆火星的过程中。相对于登陆月球,火星登陆成功的概率实在是太低了。美国在上世纪60年代连载人月球都登陆了,但是对于登陆火星来说,他们连70%的成功率都不敢保证。火星因此被称为航天器的坟墓。





宇宙生命之谜


当然是火星啦。如果往月球背面发射探测器像爬五岳,那往火星上发探测器就基本等于爬珠穆朗玛峰?

总之难度等级不是一个level的。有人把火星称作太阳系的百慕大,可见探索火星的难度之高。

首先是距离。

地月距离大约38.4万公里,而火星离地球最近的时候也要5600万公里。探测器飞一趟火星,可以往返月球70多次了。

更远的距离,不仅意味着要花费更长时间,燃烧更多经费,对于地面测控系统、探测器的性能也有更高的要求,而且设计和修正轨道、解决信号在远距离传输中的延迟和衰减等技术问题也都要考虑。

向月球背面发射探测器其实也存在着通信问题,月球背面是没办法和地球直接通信的,只能通过中继星完成通信,会有一定的通信延迟。如果遇到什么突发情况,还是挺麻烦的。

最后在设计的时候对巡视器的每项行动最大耗时都给了限制,也赋予了巡视器一定的自主功能,来应对突发情况。

探测火星的时候,通信问题就更难解决了。在之前向火星发射的四十几个火星探测器当中,成功发射向火星的大概只有一半左右,这跟地球火星之间距离太远也有很大关系。

远距离调控探测器,问题很多,地面测控系统必须具备很强的通信能力,对于探测器的自主工作能力也要求很高。

因为距离太远,在飞向火星的过程中,探测器就可能出现失联的情况。在进轨道-着陆这个阶段更是容易出现故障,远距离调控探测器的姿态,有很大难度,还得看探测器的自主性。

即使是成功在火星上着陆的探测器,也得有更高的自主工作能力,这样才能解决与地球之间信号传输时间过长的问题。

然后是环境。

月球和火星的环境其实都蛮恶劣的,但是比较起来还是火星环境更差一些。

探索月球背面,要面临的恶劣环境包括差距极大的昼夜温差,只有地球1/6的低重力环境,以及坑洼起伏的复杂地形。我们向月背发射嫦娥四号的时候,一个难点就是如何在月球背面复杂地形上安全着陆。月球背面地形坑坑洼洼,非常崎岖,探测器能否安全、精确地完成着陆是个难点。

最后嫦娥四号着陆选择了月球南极-艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑。这个撞击坑比较大,在月背地形中相对来说算平坦,而且最深的地方有7、8千米深,也比较方便探测月球的深层地质构造。

而在火星上,除了同样面对稀薄的大气,上百摄氏度的昼夜温差,多沙漠石块的复杂地形之外,还可能会面对遮天蔽日的沙尘暴。

并且火星是没有磁场的,它直接暴露在宇宙射线当中,辐射比月球要强很多,所以发射上去的设备、仪器都要具备在高宇宙辐射环境当中也能正常工作的能力。

虽然困难很多,但人们一直对探索火星充满了热情和行动力,我们国家计划是在2020年发射我国的首个火星探测器,算算2020年也快到了,期待一下~。

希望我的回答能够帮助到你,觉得有用的话就点个赞吧。


不吃肠的大肠


不久前,我国的嫦娥四号创造了人类历史,首次踏上了月球背面的土地。登陆月球背面绝非容易,但难度还是低于登陆火星。

月球与地球的平均距离大约38万公里,最近时约36万公里。而火星与地球的距离会随着它们的公转而发生大幅度变化,最近距离约为5460万公里,最远可达4亿公里,平均大约2.25亿公里。探测器想要飞往火星,需要摆脱地球引力的束缚,这样所需的火箭推力也要大得多。

我国曾在2011年尝试过火星探测,但我国并没有相应的大推力火箭,当时的萤火一号火星探测器搭载俄罗斯的火箭前往火星,结果火箭在第二次变轨失败,最终坠毁地球大气层。我国的长征五号运载火箭未来可以作为火星探测器的载具,但长征五号才经过两次测试,其中一次成功,一次失败。按计划,我国将有可能在2020年夏天发射火星探测器,如果错过,将要再等八年才有合适的发射窗口。

把探测器送到月球背面主要面临的另一大难题是通信,因为信号会被月背阻隔,无法与地球直接通信。为此,需要先把一个中继卫星送到地月第二拉格朗日点上。而火星距离遥远,对深空测控能力要求很高,这个难度也要更大一些。

另外,着陆火星也比着陆月球更难。月球没有大气,而火星有大气(尽管比较稀薄),探测器着陆火星将会经受严峻的气动考验,稍有不慎将会坠毁火星。


火星一号


发射探测器登陆火星比登陆月球难多了,目前可探测器登陆的只有美国,月球背面和正面登陆差别或许只是信号中转,是要更麻烦一些,但难度未必会高多少。

发射探测器到火星主要有两个难点,一是火星距离地球更远,对火箭运载能力的要求自然更高,我国目前的火箭是或许都难以承担,长征五号是有能力发射火星探测器的,但是还需要飞行试验;二是信号延时时间太长,操控精度要求非常高,还是由于远,火星距离地球最近的时候也有5500万公里,信号延迟至少有3分钟时间,3分钟对于探测器的软着陆过程来说是相当漫长的,洞察号软着陆经历了恐怖七分钟,七分钟内只能等待,如果程序出错,那就代表失败。

人类目前发射火星在轨探测器的成功率很低,洞察号登陆火星的时候,NASA认为成功率不足50%。而以往人类发射到火星的探测器大多数都失败了,包括我国2011年和俄罗斯合作的萤火一号,目前只有美国实施过并且数次成功软着陆月球。相比而言月球距离地球只有38万公里,就算在远地点也不到40万公里,信号延迟只有2秒多,登陆月球背面需要经过中继卫星的信号中转,那信号延迟总共算下来也还是不到半分钟,还是比较有利于操控的,目前可以探测月球的国家有中美俄日印欧洲,因为相对容易办到,所以就扎堆了。

月球登陆的时候,探测器着陆时着陆相机可以准确地测距并且将信息及时地返回地球,使操控中心获知探测器的飞行姿态等数据,而火星登陆没办法用这种方式,靠的是提前设置后的程序,那就需要再提前一些进行大量的测试试验、再实验室或者电脑上经过大量的模拟,或许还得掌握火星的气象变化等数据。

两者相比还是火星登陆更难,但现在拥有自主航天的国家才几个啊,不断地试验总有一天技术会有赶上去的时候。


来看世界呀


去火星的难度还是要比去月球难很多的。原因在于两点:一、火星更远;二、火星有大气层。

更远的航程,意味着需要更多的燃料、需要更精密的控制。在去火星的过程中,加速、减速的过程都会消耗燃料,这些消耗会比去月球大很多。而由于距离遥远,其中变轨、调姿都需要非常精密的控制。所谓「差之毫厘,谬以千里」,由于距离极远,一开始的微小误差,都会在足够长的时间后,变成巨大的偏差。所以飞行器需要在路上就不断的修正自己的位置。

更长的距离也为控制带来了难度。长距离遥控首先是信号会衰减。信号会随着距离的平方反比衰减,地月距离是38万千米,而地球到火星的最短距离则是地月距离的五百多倍,信号会衰减二十五万倍。这样就对通讯带来了巨大的困难。

即便信号问题解决了,距离的变化仍然会引起控制难度的增加。最直接的,就是时差问题。地月控制的时差在秒的数量级,而地球到火星的时差则是分钟量级的。在地球发送一个信号,要几分钟后才能得到反馈。

其次是因为火星存在大气,这样着陆的时候就需要防止烧蚀,从而需要携带降落伞,这也是非常消耗体积与载荷的。火星质量更大,落地需要的缓冲也更多。凡此种种,都给降落火星带来了巨大的困难。


章彦博


相对来说,去往火星难度更大一些,但是,这两个各有各的难点,不然的话,这么多年来,也没探测器着陆在月球背面,搞太空探测,就是要做别人未曾做过的事,如果把没做过的事都做成了,那你就具备了相应的技术高度。

火星距离地球远,即便是火星最靠近地球时,也得有5500万公里,这是地月距离的145倍,通讯延迟较大,很大程度上依靠事先编好的程序在操控,地面上的人们也只是在等待着成功的消息而已。

火星有大气,探测器在着陆时与火星大气的摩擦甚至可以达到1500摄氏度的高温,所以,隔热罩的倾斜角度要刚好阻挡掉所有的热量,因为,如果倾斜的不对,导致隔热罩后边的探测器主体遭到了热量的侵袭,那就是任务失败。之后是打开降落伞,抛掉隔热罩,打开着陆架,反冲火箭启动,探测器平稳着陆。这一系列的操作都是在5500万公里之外进行。

嫦娥四号降落的月背,环形山撞击坑布满了背面,到处是坑坑洼洼的地方,以及一些较高的峭壁,探测器需要自主寻找合适的地方降落,在一定高度上悬停一会儿,探测下方地形,找准地点,然后垂直降落。曾有外国专家说,想要建立地球-月背的联系需要多颗卫星,可是我们就一颗“鹊桥”就办到了。

火星,我们也是会去的。2020年左右,我国将派遣一颗火星探测器,其中包含一辆火星车,同时展开对于火星的天地探测。

别人没做的,我们做了,别人正在做的,我们也在做,虽有差距,但是这种差距会不断缩小,甚至在之后会有所超越。

个人浅见,欢迎评论!


科学船坞


发射探测器去月球背面与去火星,哪个难度更大一些?

去火星的探测器大概需要走1.5亿到2亿千米,为什么那么大是因为火星相对于地球的距离随时都变化的!但去月球的路程大致一定的(因为月球围绕地球公转,距离变化不大),尽管会大于38.4万千米,因为会根据火箭的推力选择一圈圈绕上去呢还是直接进入地月转移轨道,当然后者火箭要求推力更大,但到达月球时间比较快!

嫦娥奔月之路大概就是这样,从技术上来操作与每次登月的探测器没有任何差别,但月球背面有一个通信中继要求,因为受到月面遮挡,因此必须要在L2点上设置一个中继卫星!而鹊桥就是因此而生!当然到现在为止这些设备工作都非常正常,而且还在继续中继服务!

因此两者具备之后就可以展开月背任务了哈,当然并非说这样的任务很简单,即使如此咱地球上也没几个国家能完成,相信美帝应该是可以的,欧空局似乎也能操作,但天时地利人和则唯有天朝!

但去火星就不一样了,由于火星和地球都围绕太阳公转,而两者的角速度并不一致,因此火星和地球之间的距离是随时变化的!上图标出了地火之间最近距离的时,基本上两次最接近的间隔约为779天,也就是2年多,因此理论上随时可以去火星,但由于咱地球人的发动机不给力,燃料也不是那么充足,因此必须要选好时机再出发!

如上图,飞船到达火星轨道时候火星也刚好到了那里,计算可得非常精确,要不然提早到了或者迟到了那就完蛋了,您不要以为探测器仍然会回到地球,因为地球也在不断运动中,探测器的轨道只是和地球轨道相切而已,至于能不能遇到,总有一天,但却不是你希望的那天!

另外到达时火星距离地球已达到上亿千米,甚至更远,那通信延迟下根本就不可能遥控操作,因此降落火星都是自主操作的,从下降开始到着陆火星,只需短短的7分钟,但却被形容成“恐怖7分钟”因为太多的探测器在这个时候挂了!当然没有与火星会合的也有,但相对比较少!

人类向火星发射的探测器中,成功率50%都不到,即使NASA成功率也不到70%,因此火星探测的难度可想而知!

各位可以看看火星任务失败与成功比例,当然NASA仍然是成功率最高的机构,从这点来看,也不得不服这个成立最久的航天机构之一的NASA,姜还是老的辣一点!几个成功登陆火星的探测器,当然最新的是黄色字符的洞察号!

洞察号登陆火星的过程!

这个气动结构是月球登陆所没有的,因为火星有一个稀薄的大气层,因此穿过火星大气层将十分危险,必须要有一个防烧大底,但也由于火星大气的稀薄,因此全程高超音速气动下防烧还能凑合,但超音速下开减速伞实在比较困难,不过NASA解决了,多次在地球高空测试后玩出来的!看来想要玩得溜就要玩得多,否则就摔给你看!!


星辰大海路上的种花家


飞往月球背面着陆,技术难度还是要稍微低于登陆火星的。从前苏联发射第一枚火星探测器开始,到目前为止人类已经往火星发射了几十枚探测器了,但2/3的探测器都没能够完成登陆火星的任务,直接报废在飞往火星的路上或者登陆火星的过程中。相对于登陆月球,火星登陆成功的概率实在是太低了。美国在上世纪60年代连载人月球都登陆了,但是对于登陆火星来说,他们连70%的成功率都不敢保证。火星因此被称为航天器的坟墓。



火星登陆的难度不是一点半点,主要提现在以下两个方面:

一.距离远,航行路线和通信是个大问题。

火星和地球最远距离有4亿公里,最近也有5500万公里。所以每次登陆火星都要提前计算好火星位置,选择一个最近的距离登陆。而即便是最近的距离,也需要航天器飞行大半年才能够到达火星,这期间还要避免星际空间中各位危险因素才行。所以,能否安全到达火星真的不好说。



再有就是通信的问题,5500万公里的距离,光都要走3分钟,所以每次通信一来一回就得6分钟时间。千万别小看这6分钟,在登陆过程中,那么差一秒中都可能会造成重大事故导致做过最佳登陆时机,甚至会报销掉登陆器。



另外,距离远信号也衰减的厉害,火星到地球的信号衰减倍数至少是月球到地球的100万倍。如此弱的信号,极其考验我们的信号处理分析能力。

二.火星有大气层,登陆器登陆时会经历高。

虽然火星的大气只有地球的1%,但即便如此稀薄的大气也会带给登陆器巨大的摩擦力,从而导致高热。火星登录器在登陆火星时,由于重力作用下降速度极快,产热极大,很多探测器都直接报销在了这个过程中。而月球表面没有大气,所以不存在热量问题,相对好着陆的多。


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