祝融号驶上火星 经历了中国航天人六年的心血,中国自主研发的火星探测器,天问一号探测器搭载着祝融号火星车,成功的在火星的乌托邦平原着陆,针对此次的着陆,宇宙收集了大家最关注的几个问题,其一,为何美国毅力号探测器,着陆时间只花了7分钟,而中国的却要九分钟呢?其二,火星探测计划的下一步采样返回以及后续的载人登火何时开展。 火星梦 天问一号探测器是由我国在2016年立项的,新一代深空探测任务。由国家航空航天局研制,隶属于中国行星探测任务火星探索的第一阶段。其实,早在十几年前,中国科学家就有了探测火星的梦想,只不过失败了。 2011年,由上海航天局研发的火星探测器,萤火一号在哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场,搭乘俄罗斯运载火箭发射升空,结果俄罗斯联邦航天居宣布,搭载萤火一号的"福布斯-土壤"探测器,未能如期进入轨道,发射失败,随后和萤火一号在太平洋坠毁。 天问一号 作为中国新一代深空探测器的代表,天问一号探测器将会在火星,首次实现火星的绕、落、巡三项重要任务,这是人类有史以来,第一次登陆火星时完成的多项任务,天问一号探测器由三大部分组成,环绕器、祝融号火星车以及着陆器。 说到天问一号的着陆时间问题,针对中美两者的区别,首先第一个我们要讨论的是技术性的问题,天问一号是我国自主研发的火星探测器,它成功的创造了中国历史,但是在这之前,美国已经向火星发射了多颗探测器和火星车,所以按照经验来看,美国的着陆经验显然比我们更加的熟练。 焦点 而且由于是中国首次,全世界的国家都在关注此事件,因此对于中国科学家团队来说,此次的任务必须成功,所以花费的精力和时间也会相应地变多,目的就是为了使天问一号在着陆后,寻找到一个相对于平稳的地区,让祝融号火星车成功且安全着地。 着陆困难 其实想要在火星着陆,是一件非常困难 的事情。根据大数据统计,美国虽然向火星发射了那么多次任务,但是成功的概率连一半都不到。自1961年至今,人类向火星发射探测任务达40多次,成功率不到50%,其中着陆17次中仅有8次成功完成,成功率约为47.1%,当火星车成功进入大气层后,有7分钟信号会被"黑障现象"屏蔽,那么什么是"黑障"呢?黑障 着陆器在返回大气层的时候,飞行速度极快,速度高达每小时2万公里,这就使它的前端形成了一个很强的激波。由于头部受到激波的压缩,和大气的粘度作用,使高速飞行的大量动能转化为热能。当着陆器表面达到很高的温度时,气体和被烧蚀的防热材料就会产生"电离作用"。 于是,在飞行器的周围形成一层高温电离质,等离子体鞘和电磁波相互作用,从而导致,用于通信的电磁波传输衰减或反射,此时,会使飞船在这个过程中和地面指挥中心失去联系。这种现象被称为"黑障",所以这一期间,对于着陆器来说是巨大的考验。当着陆器成功在火星平稳着陆后,就会展开前后的坡道,让火星车成功的在火星表面展开。 由于天问一号探测器和毅力号探测器不同,毅力号探测器是从地球直接飞向火星,并且在耶泽洛陨石坑着陆,而我们的探测器,则是对火星进行了长时间的环绕,在着陆点以及着陆的角度来说,都会花费更多的时间。 而且和毅力号不同的时间,毅力号采用的是反推力发动机+空中吊车式的着陆。只要速度降到一定程度,就可以展开,将火星车放在地面。而中国天问一号探测器,采用的则是反推力发动机式蹬腿式的着陆,和美国不同的时间,在高度上我们要比美国更低,而且我们需要寻找到相对平整的区域,好让着陆器成功的展开。 着陆过程 据中国航空航天局表示:天问一号在着陆的过程,会对预定着陆地区,进行三维成像,然后通过避障相机和探测雷达,来寻找到一个平稳的地区。因为火星和地球不同,我们不知道它的表面究竟存在什么,有可能是石头,或者更加尖锐的东西,盲目的着陆只会降低火星车的寿命。 比如美国的好奇号探测器,就是因为在火星探测的过程中,车轮不小心碰到了尖锐的物体,这大大的影响了好奇号的寿命。所以天问一号的着陆时间,才会比毅力号长一些,但是在国际规定中,一般的火星着陆,基本都在7-9分钟,所以我们没必要去争议这个时间问题。 那么火星车在着陆火星后会立刻展开吗?其实这个问题,天问一号的总负责人张荣桥教授表示:天问一号在降落到预定地点后,首先会将着陆器的主发动机关闭,然后祝融号火星车的各项功能全部启动,然后会对周围的地形进行探测和分析,以便执行后续的任务。 火星探索 我们说到在着陆器间,天问一号凭着程序设定的预案来执行的,但是在探测方面,这就需要地面来控制。所以这期间会存在一个巨大的延迟,根据火星的距离来看,从火星到地球的信号,会在6-45分钟不等。 所以祝融号火星车,在获取到一定的数据后,会通过环绕中继器将信息传输到地球,然后我们再根据祝融号火星车,所处的环境制定下一步的计划。这大概需要在成功着陆后的一周后才会展开。 采样返回 当我们问到,毅力号探测器的后续任务已经拥有了采样返回了,那么我们下一步的探测任务是什么,也是采样返回吗?张荣桥教授表示:我们是初次到达火星,还有着很多的工作要做,如果说探索火星是跑马拉松的话,我们才仅仅刚刚冲过起点,未来还有很长的路要走,但是下一步的计划肯定是要从火星取样的。 火星载人 而针对粉丝最关心的问题,随着中国火星探测任务的开展,未来国人是否真的能够殖民火星呢?张教授表示;火星是一个充满了致命辐射和温差的世界,那里什么都没有,所以对比火星来看,地球就是人间天堂,难道我们在地球上居住还不满足吗? 总结 听到张教授的回答,宇宙最后要说的是:地球是我们唯一的家园,在浩瀚的宇宙中,暂时我们还没有找到可以居住的地方,天问一号的成功着陆,预示着中国新一代行星探测计划的新开端,未来我们的目标将会是星辰大海。但是在这之前,地球仍然是我们唯一的家,如果这个家被破坏了,那么我们一切所有的梦想,都将化为乌有。