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人类要想走出地球,航天器软着陆对于人类的意义有多大?

  从1957年10月4日开始,苏联成功发射了人类历史上第1颗人造地球卫星,人类从此也迈向了太空时代。探索星辰大海已经不再是可望不可及的梦想,在短短的几十年间,人类就已经开始探索了太阳系中除地球以外的一些行星,不过你可能不知道,在这一系列的探索中,航天器的软着陆技术对于人类拥有非常重大的意义。
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  其实在说到软着陆之前,就必须要了解它相对应的一个词叫做硬着陆,也就是不对着陆器进行任何的减速和防护,让他们以直接撞毁的方式降落到某个天体的表面上,也就是以着陆器坠毁或者说是以身殉职的方式来进行短暂的探测。
  这种着陆的方式相对比较简单,也比较粗暴。它的技术要求相对于软着陆来说也比较低,可以在短时间内完成一些简单的任务,其实这也是探测宇宙天体的一种方式。正是由于它的技术要求相对也比较低,所以进行探索活动的成本也相对要低一些,所以要是在无法实现软着陆的情况下,进行硬着陆探索也不失为一种很好的方法。
  例如,在人类航天史上,第一个到达行星表面的探测器就是在金星的表面硬着陆的,它就是由苏联在1966年3月1日发射的金星3号探测器。但硬着陆也存在一个非常明显的缺点,因为只要它实现了着陆,很可能就意味着它是报废了,金星3号在硬着陆之后也没有传回任何的数据,这也造成了我们探索行星的局限性,无法很好地获得行星表面上的数据,并不利于我们进一步探索行星。
  软着陆相对来说,不仅是要将探测器的外形保护好,同时也要使它保持完整的功能。所以软着陆不一定是只用于行星探测,只要我们想要将航天器完好地收回到地面上,就必须要掌握软着陆技术。
  例如,在载人航天工程里面就经常需要用到的,航天员每上一次天,当他们需要返回地面的时候,这就需要用到软着陆技术,通常就是利用返回舱使用降落伞,又或者是航天飞机使用降落伞,借助地球上的大气层来减速,从而达到软着陆的目的。
  返回地面的软着陆也不一定是载人航天工程,也有可能是回收一些航天器,又或者是从某些天体上带回样品。例如我们的嫦娥5号就从月球上带回了月壤,它在返回地面的时候,也是需要使用软着陆技术的。
  在地面上使用的软着陆技术相对来说还是比较简单,因为地球的表面覆盖着厚厚的大气层,航天器就可以借助大气层来减速,这样的软着陆大多数都使用到了降落伞,成本相对会低很多。但有很多天体的表面都是没有大气层的,又或者是大气层比较稀薄,利用降落伞来减速也很难达到目的,所以这个要求会更高。
  下面就以人类探测火星的过程来做一下说明。火星是最有可能成为人类第一个移民的行星,所以现在有能力的国家都比较喜欢探索火星,人类在第1次探索火星的时候,是使探测器掠过火星,在这个过程中使用仪器对火星进行考察,这也是探索火星的第1步。
  探索火星的第2步,就是向火星轨道发射探测器,使探测器可以环绕火星进行长期的观察;探索火星的第3步,则是向火星表面发射探测器,这才真正需要用到软着陆技术。
  1997年7月4日,美国采用了特别的防护技术,也就是防碰撞气袋,使得火星探路者号火星探测器可以在火星的表面上成功软着陆。这一次探索火星已经是代表火星探测的第四阶段,主要是通过6轮火星车火星漫游者实现对火星较大范围的移动考察。
  火星漫游者就是在防控状器带的保护下,毫发无伤地登上了火星的表面,这也使得人类的车辆可以首次在火星上行驶,而火星探测车则是在地面的工作人员遥控之下进行工作的。
  可以想象一下,如果在这一次探索火星的过程中着路失败了,那么耗资2。63亿美元的火星探路者号就会坠毁,一叠叠的钞票就是这样打水漂了,你说可惜不可惜呢?从这一方面就突出了技术的重要性。
  火星探路者号的成功软着陆,也开创了航天器软着陆的先河,它采用了防碰撞气袋防护的着陆法,虽然说它是软着陆,但这种着陆方法在软中也带有硬。到底是怎么一回事呢?
  在这里我们还是先要了解一下什么是防碰撞气袋防护着陆法。其实就是科学家们给火星探路者号着陆器穿上了一件可充气气袋组成的蓬松外衣,当着陆器飞行距离火星表面160千米高度的时候,已经经过制动火箭和减速降落伞的作用,使得着陆器的速度已经减少至每秒20多米。
  然后就不再让着陆器减速了,而是让它像硬着陆那样直接冲向火星的表面,其实着陆器的重量高达570千克,要是以这样的速度撞到火星的表面上,所产生的冲击力还是非常大的,如果技术不好,那么着陆器就会在这些冲击力的撞击下,被撞得七零八落,导致任务失败。
  但在距离撞上火星表面还剩8秒钟的时候,装在着陆器表面上的几十个气袋就会同时充起气来,由于每块面板上都拥有6个气袋,所以充气的速度也比较快,瞬间就形成了一个直径达到6米多的球体。
  当着陆器撞到火星表面上的时候,在这些气袋的弹性作用下,又被弹起了将近20米的高度。着陆器反复弹跳了三次,最后又滚动了1分30秒才稳定下来,着陆器以及其内部所携带的仪器都安然无恙,所以这一次的软着陆是比较成功的。
  中国的火星探测器也实现了在火星表面上软着陆,而且还是第1次的探索就实现了软着陆,相对于其他国家要分多个阶段才能实现软着陆探索,中国的探索速度已经快了很多,这都是中国在掌握了过硬技术的前提下才能取得的成就,这还得感谢我国科研人员的努力奋斗。
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  综上所述,软着陆对于航天器探索星辰大海拥有非常大的意义,因为实现了软着陆,就可以在某个天体的表面上进行近距离的探索,虽然相对于硬着陆来说,技术要求和成本都要高很多,但所获得的数据当然也是要比掠过该天体获得的数据准确很多,就更能促进我们对该天体的了解。你是怎么看的呢?

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