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著陸火星?!天問一號還有幾道難關需要闖

發布日期:2020年10月29日 來源 : 中國的航天微信公眾號 字體: 【大】【中】【小】

  10月28日,在我國首次火星探測任務飛行控制團隊控制下,天問一號探測器8臺25N發動機同時點火工作,順利完成第三次軌道中途修正,并在軌標定了25N發動機的實際性能。天問一號后續還要修正幾次?想要成功著陸火星還有什么難點?下一步我國行星探測規劃是什么?近日,中國的航天微信公眾號聯合中國新聞社、中國探月工程微信公眾號邀請中國首次火星探測任務新聞發言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤杰,對天問一號任務進行權威解讀。


  天問一號后續還將有1-2次中途修正

  據劉彤杰介紹,在火箭發射探測器時,探測器會有入軌偏差,在飛行控制中還會產生飛行控制偏差。這兩個偏差如果日積月累起來,就會在空間上或時間上偏離和火星交匯的那一點。因此需要軌道中途修正。截至目前,天問一號已順利完成三次軌道中途修正和一次深空機動。據介紹,此后還將會有1-2次中途修正。

  劉彤杰表示,在飛行過程中進行中途修正和深空機動,不僅可以保證天問一號能夠準確地飛近火星,在這個過程中還可以試驗一下發動機,讓它點點火,不要在長時間的飛行過程中一直處于靜默狀態,以防要用它的時候有掉鏈子的情況。所以中途還要點一下大的、小的發動機。深空機動就是要點大一點的發動機(主發動機),而中途修正就點小一點的發動機,姿控發動機就可以了。

  天問一號后續至少還要闖三關,方能圓滿實現探測目標

  天問一號從發射到火星引力捕獲需要將近7個月時間。從7月23日發射到現在已經飛了3個月左右,后續還要再飛將近4個月,據劉彤杰介紹,天問一號此后還面臨著三道難關。

  第一道難關,是在火星引力范圍之內近火捕獲。探測器到達火星引力范圍之內后,需要“踩剎車”制動為探測器減速,從而避免探測器飛出去或撞上火星。被火星精準“捕獲”的探測器將會在火星軌道上環繞2-3個月時間。

  第二道難關,當探測器完成環繞任務后需要尋找一個非常好的小窗口,讓它進入到火星大氣?;鹦鞘怯写髿獾?,其大氣的密度是地球大氣的1%左右。經過大氣減速(氣動減速、降落傘減速),還有反推發動機減速等減速過程,最后靠著陸腿著陸在火星表面,吸收撞擊的能量,這個過程非常難。就像空間(返回)艙進入地球一樣,它在大氣減速的過程中會有8分鐘左右的黑障(通信中斷),通信無法獲得信號。由于距離相當遠,從火星回傳到地球控制地面站也有很大時延,不可能實現實時控制。所以,進入/減速/軟著陸這個EDL過程是靠它自主完成一系列動作,不是靠地面控制。

  第三道難關,軟著陸在火星表面還不算做完工作,因為我們還要把火星車釋放到火星表面上,讓它走起來并開展探測,火星車上有6個科學儀器要發揮作用,難度也很大,因為我們對火星表面的環境認知還是相當少的。如果軟著陸在火星表面上,落得不夠平坦或者是姿勢不夠正,火星車怎么開下來呢?可以從軌道的前面下,也可以從后邊下,就看當時落下去的姿態、地形等情況。

  如果要圓滿地完成火星探測任務,這三道難關是一定要闖過的。


  天問一號預計將于明年5月份在火星著陸

  據劉彤杰介紹,經過漫長的飛行后,天問一號預計將于明年5月份在火星北半球的烏托邦平原著陸。據了解,國際上有著陸計劃的火星探測任務,大多數選擇著陸在火星北半球。因為南半球多是山地,更加坑洼不平,北半球有平原。天問一號將要著陸的地點在烏托邦平原南部。地質學家認為那里很可能是一個古海洋所在地。

  劉彤杰表示,這個著陸點在古海洋和古陸地交界處,科學家認為該地方有很高科學價值,很有可能會取得意想不到的科學成果,這也是我們選擇這個地方來進行軟著陸、巡視探測的原因。據悉,國家航天局新聞宣傳中心目前正與多家單位聯合發起“在火星,寫下我們的名字”火星著陸點征名活動,邀請網友為我國在火星上的第一個著陸點取名,為這歷史性的一刻蓋個“中國戳兒”。


  天問一號邁出中國行星探測的第一步,后續還有多次任務規劃

  據劉彤杰介紹,我國行星探測計劃規劃了4次任務,首次火星探測天問一號任務是第一次,已經發射實施,目前其他任務正在論證中。第二次規劃的是小行星探測任務,預計在2024年前后實施。第三次是2030年前后將開展火星采樣返回任務。此外,2030年前后還將有一次木星系及行星際穿越探測,即探測完木星和木衛4之后還要飛往更遠的深空。

  宇宙星辰浩瀚璀璨,中國航天風正帆懸。讓我們共同期待天問一號順利到達火星,在這顆神秘星球留下“中國印記”,實現預期科學目標!

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