2020年7月20日,阿聯酋的“希望號”探測器出發了;2020年7月23日,中國的“天問一號”火星探測器也上路了;作為壓軸的美國“毅力號”火星車,目前已經打包完畢,到達火箭發射場,計劃7月30日發射。三家的火星探測器各有什麼特點和亮點,哪一家的比較先進呢?
首先說阿聯酋的吧,畢竟他是第一個出發的。阿聯酋的首個火星探測器,叫做“希望號”,是個火星軌道器,也就是將成為火星的人造衛星,不會降落到火星表面上。由於阿聯酋政府要求不能直接購買國外的衛星,因此雖然“希望號”探測器主要是由美國製造的,但是阿聯酋的科學家也深度進行了參與,掌握了關鍵技術。
“希望號”火星探測器高度約2.9米,展開太陽能電池板後寬度達到7.9米,重量達1.5噸,設計壽命2年。主要攜帶了紅外光譜儀(EMIRS)、紫外光譜儀(EMUS)及多波段電子成像儀(EXI)三類先進探測器,分析火星大氣的成分及變化,以研究監測火星氣象為主要目的。相比較2013年印度發射1.3噸(燃料佔852千克)的“曼加里安”號火星軌道探測器來說,還是有了很大的進步。
相比較阿聯酋的“希望號”,我國的“天問一號”火星探測任務要複雜不少了。在“天問一號”任務中,不但發射了火星軌道器,而且也裝載了火星車,將降落到火星表面進行巡視。整個天問一號任務載荷大約5噸,其中軌道器佔3.6噸,火星車及降落器重1.3噸,火星車重量240kg。
“天問一號”對火星的探測還是比較全面的,包括火星大氣、火星地表、地質結構、土壤成分、水資源查找、生命痕跡查找等。“天問一號”共攜帶了13個探測器,其中軌道器安裝了7個,包括中分別率攝像機、高分比率攝像機、表層探測雷達、次表層探測雷達、火星礦物光譜分析儀、火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀。火星車上安裝了6個,分別是導航地形相機、次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、多光譜相機、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀。
我國首個火星車重量達到240kg,僅次於美國的好奇號(899kg),比勇氣號和機遇號(174Kg)都要大。軌道器上的高分辨率全色分辨率達到2米,通信傳輸速率達到4Mbps,總體性能領先於2003年歐洲的“火星快車”和2013年印度的“曼加里安”火星軌道器,僅稍次於美國2005年發射的MRO軌道器。
最後說說美國的“毅力號”火星車,這個其實是“好奇號”的備份車升級而來的。由於美國先後發射了多個火星探測器,因此對於火星大氣、地表及地質結構已經很瞭解,而且2004年的勇氣號就發現了火星存在水的證據。所以相比較以前的火星探測器,“毅力號”雖然探測任務很多,但是最重要的一個就是尋找生命的痕跡,使用目前人類最尖端的探測技術,尋找火星存在生命證據。
“毅力號”重1043千克,大小跟一輛轎車差不多,攜帶的主要儀器設備包括23個各種功能的高清攝像頭、X射線岩石化學行星儀、拉曼和熒光光譜儀、火星環境動力學分析儀、次表層實驗雷達成像儀、火星取樣裝置等。此外,還攜帶一個就地資源利用實驗室,將首次在火星展開製造氧氣實驗。
當然,“毅力號”還有一些有趣的裝置一起帶上火星,包括自帶麥克風,在火星車行駛和在火星打洞取樣時候就可以同步錄取聲音;攜帶一臺直升機,這架直升機可以在只有1%地球大氣密度的火星上飛翔,將首次在火星上空進行拍照。
由此可見,三個國家的火星探測器各種有自己的特點,不能完全被某一方替代。如果以綜合技術指標比較的話,應該是毅力號>天問一號>希望號。三個火星探測器都將在2021年2月份達到火星軌道,“毅力號”預計在2021年2月18日登陸火星,“天問一號”火星車預計在2021年4月23日登陸火星。
火星探測最難的就是從火星軌道降落到火星表面的7分鐘,我國火星車將使用氣動減速、降落傘減速、反推發動機減速及緩衝裝置等手段進行著陸。而“毅力號”火星車的著陸與“好奇號”差不到,將使用一種“受控引導切入”技術、降落傘減速、“天空起重機”反推平臺及減震機構等手段著陸。 其中,有著“天空起重機”之稱的降落平臺,是目前獨一無二的,非常科幻。
最後,還有一件有令人驚歎的事情,相對其他火箭都是使用輪船或者火車運來的,發射“毅力號”的Atlas-5火箭竟然是用安-124運輸機運過來的!不管如何,在探測太空的路上,人類遲早會成為一個整體——“地球人”!希望人類所有探索太空探索更加順利、走得更加遠!