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中国首次火星探测之旅正式开启 为何偏偏选中它?

来源:网站目录 浏览:84次 时间:2020-08-19

  中国首次火星探测之旅正式开启

  火星,我们来了!

  火星,这个让无数人为之着迷的红色星球,即将迎来中国的太空使者——天问一号。

  7月23日,我国首个火星探测器天问一号由长征五号运载火箭成功发射。这标志着中国首次火星探测之旅正式开启。

 中国首次火星探测之旅正式开启 为何偏偏选中它?

 

  成功发射,只是天问之旅“万里长征第一步”,接下来,天问一号还要经过7个月左右的飞行,才能抵达火星。

  火星,我们来了!

  从“三环”到“四环”

  在太阳系,八大行星以太阳为核心公转,形成了8个环形轨道,其中地球位于“三环”,火星则在“四环”运行。天问一号探测器要想冲出地球抵达火星,绝不是简单地从“三环”跨越到“四环”,而是长途跋涉几个月,直线距离突破4亿公里的旅程。

  北京航天飞行控制中心首次火星探测任务型号总师崔晓峰告诉记者,天问一号要经历发射入轨段、地火转移段、火星捕获段、火星停泊段以及离轨着陆段。

  这其中,地火转移段指的是从探测器与火箭分离后,到进入火星引力影响球的飞行阶段。这一阶段是天问一号任务里耗时最久的部分,需要近7个月之久。

  换句话说,从2020年7月23日发射成功算起,天问一号抵达火星轨道的时间大约在2021年2月前后。

  崔晓峰说,经过亿里迢迢的奔袭后,天问一号进入火星引力影响球,渐为火星所捕获。探测器发动机点火进行近火制动,将探测器的飞行速度降下来,俯下身段,成功让火星将自己“抓住”。

  “一旦成功被火星捕获,探测器就会在火星轨道运行,成为一颗‘绕火卫星’,此后进入火星停泊段。”崔晓峰说。

  按照他的说法,火星停泊段并不是停泊在火星轨道上不动,而是在一个极轨道上绕火飞行,这个阶段要持续几个月,直至探测器降轨后转入两器分离阶段。

  既然已经到了火星轨道,为何还要绕飞两个多月而不是直接落“火”?

  “在航天任务中,没有哪一克燃料是白白浪费的,也没有什么决定是毫无意义的。”崔晓峰说,这个阶段的绕火飞行就是为了帮地面控制环绕器上的高分相机,对首选着陆区进行详细勘查并拍照成像。

  经历过多圈精准的成像后,地球上的飞行控制人员看清了“落脚点”,才能更好地控制天问一号准确着陆到理想区域。

  看清目标以后,天问一号就要开始离轨着陆。这一阶段是火星探测任务成败的关键,尤其是从进入火星大气层到着陆,有一段闻名世界的“恐怖7分钟”,别看时间短暂,但在世界上现有的40多次火星探测任务中,能够安全度过这7分钟的仅有9次。

  崔晓峰说,我国要在首次火星探测任务中就克服这一艰难的过程,并让火星车在火面持续工作3个月,所面临的挑战是前所未有的。

  为什么要去火星

  挑战这么大,难度这么高,为何还要去火星?世界那么大,为何偏偏选中它?

  这并非2020年这个夏天两三个国家的一时兴起,而是自上世纪60年代人类探测行星以来一个共同选择:几十年过去,人类共往火星发射40多颗探测器,其数量仅次于地球,也因此,火星成为整个太阳系最为热门的“行星旅行地”。进军火星的意义何在?探索火星将会带来怎样的价值和意义?

  这一切还要从火星是“谁”说起。

  在太阳系,火星是自然环境里与地球最为接近的星球,两者几乎都形成于约45亿年前,组成成分也相同,有核、幔、壳。火星与地球有着相似的自转周期,一个火星日大约是24小时39分钟,不仅如此,它还和地球一样有四季更迭。

  “火星与地球最为相似,探测并研究火星对于认识我们人类的家园——地球,有着不可替代的作用。”中国首次火星探测任务工程副总指挥、国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠说。

  当然,从人类目前掌握的有限情况看,两者之间的不同显而易见。北京天文馆副研究员刘茜说,从外型上看,火星个头更小,它的半径约为地球的一半,体积为地球的七分之一,大气密度为地球的1%。

  与我们这个71%海洋覆盖率的蓝色星球不同,火星表面呈现出红色,它最明亮的时候犹如一团火球。

  按照天文学家的说法,这一抹红色实际上并不是真正的火焰,火星上温度反而极低,接近于地球的南极。呈现红色的原因,是火星的土壤富含氧化铁,就像是土地生了锈。这种土壤的形成,是风与水的双重侵蚀作用产生的。由此可见,火星上曾经存在过大量的水和大气。

  这就意味着,火星上有可能出现过生命。那么,火星是地球的过往,还是我们未来的归宿?这个问题勾起了科学家强烈的好奇心。

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