中國7月發射火星探測器!此前只能美國探測,中美較量進入太陽系

2016年我國火星探測任務獲批立項,今年7月,我國火星探測器即將發射升空。

中國7月發射火星探測器!此前只能美國探測,中美較量進入太陽系

火星探測是中國航天真正走向深空的第一步,要知道,地球和火星之間的距離最遠時可達4億公里,即使在最近時也有5000萬公里,而地球與月球間的距離僅有38萬公里,僅從距離來看的話,探測火星比探測月球難了不止100倍。因此探測火星需要選擇它與地球距離較近的時機,而這樣的機會每隔26個月才有一次。今年7、8月份就是火星探測的又一次“窗口期”。

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我國的火星探測器由環繞器和著陸巡視器兩部分組成。先要到達環繞火星的軌道,然後降落在火星表面。探測器在飛向火星的途中一直處於高速飛行狀態,著陸前需要先將速度降下來。我國根據探月工程中的技術經驗,計劃通過4個階段逐步減速,最終使探測器平穩到達火星表面。

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第一階段是氣動減速段,藉助火星大氣把速度從每秒4.8公里減速到每秒460米,用時290秒左右。這個階段相當於探測器來了一個急剎車。接下來探測器將打開降落傘,用90秒左右的時間,將速度由每秒460米降到每秒95米。隨後進入動力減速階段,探測器的反推發動機點火工作,將速度減小到每秒3.6米。“這個階段的工作時間大概是80秒,接下來著陸器將緩慢降落,一直到距離火星表面100米左右,還有一個懸停避障,叫著陸緩衝段,懸停時相對地面的速度已經為0了”。探測器懸停在空中,可以對火星表面進行觀察,為選定著陸點做最後的準備。“它會先檢查地面有沒有坑或大石頭,有的話我們就避開,調整到一個相對安全的位置後才釋放著陸器。整個過程耗時7分鐘左右,而著陸器需要在這七分鐘時間內完成超過1000個動作。

由於距離太遠,此時地球和火星之間的通訊延遲非常恐怖,大約20分鐘才能進行一次數據交換,而火星探測器減速下降至表面僅需7分鐘左右,甚至不夠一次單向通訊的時間,因此,火星著陸的難度與火星環繞的難度不在一個數量級上,這次著陸是對整個航空工業自動化設計的一次巨大挑戰。為了模擬在火星環境下的著陸,中國的科研人員還專門在河北懷來建造了一整套設施,多次進行模擬實驗。

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與此同時,這次探測也對深空測控系統提出了很高的要求,前些日子我國最新建成的新疆喀什測控站,就是為了給天問一號火星探測器提供 測控 支持,屆時,航天局還會暫停玉兔二號的測控任務,給火星探測任務提供充足的測控資源。

當然,深空測控系統只能保證探測器在轉移軌道、制動、環繞過程中的準確性,而降落則只能完全依靠計算機內置程序自主運行。

探測器在火星表面軟著陸後將釋放火星車,在火星表面進行巡視探測。火星車將停留90個火星日,開展巡視探測、火星地貌特徵研究等多項任務。

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通過剛才的介紹相信大家也能認識到,火星著陸探測是一項難度極高的任務,遠超"九天攬月"。到目前為止,探測器成功在火星表面著陸的也僅有NASA一家,歐洲,前蘇聯及俄羅斯此前的嘗試均以失敗告終。

今年的火星探測熱潮中,僅中美兩國的探測器包含巡視車,可以說,這是中美兩國間的同臺競技,也註定會是一條充滿挑戰的荊棘之路。

對於這次任務,我們也希望一切順利,帶著中國人“天問”的夢想抵達火星!


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