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中国登陆火星备13种“武器”

文章作者:lili | 2017-09-21
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上个月,我们为大家报道了中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远的专访(链接)。而他主要谈的是中国登陆火星的工作规划和未来合作方式等,属于是框架性的介绍。今天我们则为大家带来中国登陆火星的具体计划,总结说来也很简单——环绕、着陆、巡视。其目的主要是收集火星地表、大气的情况,为以后登陆采集数据。虽然说任务看似简单,不过为此准备的装备(“武器”)可不少:环绕器7种、火星车6种。我们拭目以待登陆后的情况。

  “计划于2020年前后实施的火星探测工程的研制工作目前进展顺利,正对预期的科学目标进行预先研究。我国首次火星探测工程探测器总共搭载了13种有效载荷,其中环绕器7种、火星车6种,涉及空间环境探测、火星表面探测、火星表层结构探测等领域。”20日,第三届北京月球与深空探测国际论坛在北京开幕,我国首次火星探测任务总设计师张荣桥在开幕式前的新闻通气会上这样表示。

  火星是太阳系中距离地球较近的行星,自然环境与地球最为类似,是人类开展行星际探测的首选目标。

  “当前,人类深空探测活动已进入空前活跃的新发展时期,月球建站和火星优先成为快速发展的两个主要方向。”开幕式上,中国月球和空间探测工程中心副主任于国斌说。

  美国制订了覆盖太阳系主要天体、以本世纪30年代实现载人火星探索为长远目标的宏大战略规划,欧空局正在与俄罗斯共同实施“Exomars”计划,参与美国“猎户座”飞船服务舱的研制计划。

  “对于火星的探测,国际上已实现对火星的掠飞、环绕、着陆、巡视探测。火星成为主要航天国家的探测热点和空间技术战略制高点,成为行星探测的首选目标,火星探测将会出现技术上高新发展、科学上全新发现的局面。”于国斌说。

  然而,受天体运行规律的约束,每26个月才有一次火星探测的有利发射时机,从现在到2021年前后仅有3次发射机会,全球将有4个火星探测任务实施,迎来火星探测的高峰。

  机会难得。“中国首次火星探测一次任务同时实现‘环绕、着陆、巡视’三个目标,这是其他国家前所未有的,面临的挑战也前所未有。”张荣桥强调。

    

        中国首次火星探测任务,不仅要实现环绕火星的全球遥感探测,还要突破火星进入、下降、着陆、巡视、远距离测控通信等关键技术,使我们真正进入深空,走近火星,揭开它的神秘面纱。

  “火星距离地球最远约4亿公里,探测器在器箭分离后需经过约7到10个月巡航飞行才能被火星捕获。环绕器环绕火星飞行后要与着陆巡视器分离,然后进入任务使命轨道开展对火星全球环绕探测,同时为着陆巡视器开展中继通讯,这在轨道设计上就要兼顾环绕和着陆的需求。”张荣桥解释。

  同时,着陆巡视器与环绕器分离后进入火星大气,经过气动外形减速、降落伞减速和反推发动机动力减速,最后下降着陆在火星表面,火星车驶离着陆平台,开始火星表面巡视探测,要探测火星的形貌、土壤、环境、大气,研究火星上的水冰分布、物理场和内部结构。

  “由于远距离数据传输的大时延,要求火星车必须具有很高的自主能力,火星光照强度小,加上火星大气对阳光的削减作用,火星车能源供给也比月球车更为困难,这些都使得首次火星探测任务更具复杂性。虽然困难重重,但我们仍然抱着必胜的信心。”张荣桥说。

中科院重大科技任务局副局长徐帆江致辞表示,中国自2004年实施探月工程以来,圆满完成了嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号科学探测任务,获得了大量科学探测数据,特别是利用嫦娥三号科学探测数据,中国的科学家首次解释了着陆区月壤和月壳浅层结构特征,发现了一种新型玄武岩,很多成果都属于国际首次。在未来几年里,嫦娥五号还将采集2千克月球样品返回地球并开展实验室研究。中国首次火星探测任务将对火星开展绕、落、巡科学探测。

  探月与航天工程中心主任刘继忠表示,人类深空探测活动已进入空前活跃的新发展时期,“月球建站”和“火星优先”成为快速发展的两个主要方向。研究太阳系和生命起源与演化规律,探寻地外生命信息,关注小行星和太阳活动对地球影响;攻克适应极端环境条件下材料、电子元器件、机械结构、仪器仪表灯基础性技术,突破人工智能、自主导航、精确控制、远距离测控通信等高新技术。月球与深空探测的发展必将推动人类科技和生活的划时代变革。深空探测投资巨大、技术难度高,当今世界航天强国普遍采取国际合作的形式。当前,探月与航天工程中心正与欧空局、俄罗斯航天集团在月球极区探测、样品合作、月球数据中心等领域积极合作。

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