火星探索的难点是什么?
2020-04-20 14:32:00 来源:工人日报
原标题:火星探索的难点是什么?
有人这样比喻:让探测器在火星精准着陆,相当于从巴黎击出一只高尔夫球,落在东京的一个洞里——
火星探测到底难在哪儿?
"中国将在2020年探索火星."7月8日,在2019年软件定义卫星峰会论坛上,中国科学院院士、中国月球探测项目首席科学家欧阳自远在报告中披露了这一信息,引发了一波关于火星探测的热烈讨论。
欧阳自远院士表示,这一次中国将通过火星卫星、火星登陆车和火星车共同探索火星,目前已经准备就绪。他还透露,中国已经完成了火星探测轨道设计、TT&C通信、自主导航、地面软着陆等关键技术的科学研究,为自主火星探测奠定了技术基础。
众所周知,中国的火星探索起步较晚,但在太空专家看来,虽然起步较晚,但我们的出发点是高效的。例如,在第一次任务中执行一次的“盘旋”、“坠落”和“巡逻”三大任务在空间历史上是前所未有的。
每两年,世界将会看到火星探索的一个小高潮。目前,世界各地的许多火星探测器准备等到2020年。据报道,明年可能是历史上最密集的火星探索时期。除了中国,美国计划发射新的火星探测器,欧空局计划发射外火星探测器,印度和阿拉伯联合酋长国计划向火星发射探测器。
为什么每个人都选择明年探索火星?这是因为,根据地球和火星之间的位置关系,火星每26个月将有最接近地球的机会,这也是发射火星探测器的最佳时间窗口。在这个时间点发射火星探测器将节省大量燃料并缩短到达时间。2020年将会有一个月左右的窗口期。如果你抓不牢窗户,你只能再等两年。
中国将首次执行“盘旋”、“坠落”和“巡逻”三大任务,这在世界空间史上的确是独一无二的。根据历史记载,以前只有美国在一次火星任务中同时完成了“盘旋”和“坠落”。欧洲曾两次尝试“蜿蜒”和“下降”,但都失败了。中国计划在火星任务中完成“圆”、“落”和“游”。困难是可以想象的。
迄今为止,世界各国至少举行了46次火星探测活动,其中只有20.5次成功,成功率不到45%。因此,火星被称为“宇宙飞船墓地”。最危险的环节是进入火星轨道并着陆。
什么时候“刹车”进入火星轨道,什么时候进入轨道的角度,什么时候打开降落伞,什么时候切断降落伞.每一个环节都可以说是如履薄冰,需要精确的计算和毫秒级的精确度。太空爱好者都知道,飞船着陆的七分钟被称为“恐怖的七分钟”
这是因为信号强度与距离的平方成反比,距离越远,信号越弱。同时,地面火力的距离也带来至少10分钟的信号延迟。在探测器进入火星轨道并着陆的关键时期,只能依靠研究人员事先输入的数据,探测器可以做出独立的判断。
火星探测和月球探测的最大区别在于距离很远。地球与月球的平均距离为38万公里,而地球与火的最短距离为5500万公里,最长距离为3亿至4亿公里,这需要极高的监测能力。有一个比喻:准确着陆火星探测器相当于从巴黎打一个高尔夫球,然后把它降落在东京的一个洞里。
虽然火星探测非常困难,但中国已经做了大量的准备工作,而且几次成功的月球探测任务也奠定了重要的技术基础。首先,发射火星探测器需要大推力运载火箭,而中国的长征五号火箭已经具备这种能力。其次,中国为超远程TT&C建造了一个深空TT&C站,并在嫦娥二号的扩展任务中实现了超过1亿公里的TT&C。第三,月球探测的成功帮助中国在登陆和巡逻技术领域奠定了基础。
那么,中国第一次执行探索火星的任务是什么?欧阳自远透露,一是探索火星上的生命活动信息,包括火星上目前的生命信息、过去是否有生命、火星上生命的生存条件和环境等。二是对火星本体科学的研究,为火星的研究积累资料;第三是讨论火星的长期变化和未来大量移民的前景,以及为人类建立第二个栖息地,从而为人类社会的可持续发展服务。
先前的探索表明,火星表面有许多古老的河床,证明以前有河流,但现在火星表面没有天然水。欧阳自远说,中国将探索火星上地下水的分布。(布朗负载存储)