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中国首次火星探测任务“天问一号”启动 火星探测器发射成功开启

发布日期:2020-07-27 13:15   来源:未知   阅读:

图片来源:国家航天局新闻宣传中心 张高翔摄

图片来源:国家航天局新闻宣传中心 张高翔摄

图片来源:国家航天局新闻宣传中心 张高翔摄

国际在线报道(记者 魏宇晨):北京时间7月23日12时41分,中国首次火星探测任务“天问一号”开启问天之旅。火星探测器搭乘长征五号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射。此次火星探测任务将一次实现“绕着巡”三步走,对整个火星进行全球观测、着陆火星以及火星车巡视勘测。这次成功发射,意味着中国正式拉开了行星探测的序幕。

当天中午,坐标海南的中国文昌航天发射场,随着最后一声倒计时完毕,搭载着“天问一号”探测器的长征五号遥四运载火箭点火升空。大约2167秒后,“天问一号”成功进入地火转移轨道。中国首次火星探测任务发射场区指挥部指挥长张学宇宣布,“长征五号遥四运载火箭飞行正常,火星探测器已准确进入预定轨道。现在,我宣布,中国首次火星探测发射任务获得圆满成功!”

火星是离太阳第四近的行星。在太阳系八大行星中,它的物理性质和化学性质与地球最为相近,拥有高山、平原和峡谷等多种地形,火星一直是人类走出地月系统、开展深空探测的首选目标。国家航天局探月与航天工程中心深空探测工程总体部部长耿言指出,中国首次火星探测的目的是一次实现“环绕、着陆、巡视”三步走,对整个火星进行全球观测、成功着陆火星,以及火星车进行巡视勘测,高起点地开展中国行星探测,“总的来讲,我们认为我们在月球探测方面已经取得了一个很好的进展,有了一个相当好的技术基础。在深空探测方面,我们国家也是以火星探测为重点,那么火星探测的规划可以起点更高一点,步子更大一点,因为我们前面已经有了很好的共同的经验。”

尽管有了基础,但和探月相比,火星的探测难度可一点都不小。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,“原来我们最远到地月轨道,还是地球的引力圈,现在我们要到火星,不单有地球,还有太阳,还有火星。因此这一次我们的控制方式就发生了一个很大的变化。我们国家也是第一次来实施。”

此次任务飞行过程包括发射、地火转移、火星捕获、火星停泊、离轨着陆和科学探测等六个阶段。而最受外界关注的火星探测器则通常是在最后一阶段才开始进入”开机模式”。

“天问一号”探测器由一个环绕器和一个着陆巡视器组成。环绕器为巡视器提供中继通信链路,携带包括高、中分辨率相机等在内的7台科学仪器,进行为期一个火星年,也就是地球日687天的科学观测;而着陆巡视器,也就是我们常说的火星车,则携带包括次表层雷达、多光谱相机、气象测量仪等6台仪器,来实现对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰等科学探测。刘继忠说,“实际上和月球车(相比),我们对它的动力系统等各个方面都进行了一些改进,我们要对我们的着陆区进行详细勘察,给我们的火星车更多的信息,让它能够走得更稳、走得更好。”

据了解,“天问一号”任务的候选着陆点为火星乌托邦平原南部。届时,火星车将依靠太阳能获得能源,设计寿命为三个火星月,也就是大约92个地球日。

谈及这次火星探测任务的难点,首次火星探测任务新闻发言人、国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰告诉记者:“进入、下降、减速和软着陆这个过程简称是EDL过程。这过程相当关键。因为欧洲和俄罗斯2018年实施的‘火星生物学’发射任务,环绕卫星还是成功的,也是测量大气这些科学目标,但在落的过程中,夏帕瑞丽着陆器快到火星表面的时候就失去了联系摔坏了;还有更早的就是‘猎兔犬’二号也是在着陆的过程中摔坏了。所以EDL,就是进入、减速、下降过程是非常难的。这是一大看点,尤其它还包含进入大气,气动热的时候有个“黑色7分钟”,又要开伞。在超过一倍音速以上的高速开伞,还要下降,还要把灼热的大底抛掉,在气动减速再开反推发动机,这些是非常难的。”

尽管面临的难点很多,国家航天局探月与航天工程中心深空探测工程总体部部长耿言对这次任务仍然充满了信心。在他看来,中国探月工程和长征五号运载火箭的蓄势待发都给火星探测奠定了坚实基础,“我们国家航天界的专家一个论证原则就是,这个任务要能够‘跳一跳够得着’。所谓‘跳一跳够得着’,就这个任务我们还是要有一定的创新性和专业性。我们开展行星探测在国际上应该说是比较晚了。美苏是从上世纪60年代开始,欧空局、日本开展深空探测是从上世纪80年代,印度是不到10年。但是我们可以利用我们前期航天取得的这些基础,能够达到一个起点高的这么一个目标。”

目前,人类已对火星实施了40余次探测任务,其中成功了24次,可以说火星是目前人类认识最深入的行星之一。考虑到风险、成本等因素,地球航天器到火星的最佳路线每26个月才能出现一次,因此近期,各国火星探测计划都集中在这个时间段。

几天前,阿联酋的火星探测器“希望号”从日本种子岛宇宙中心升空,这是阿拉伯国家历史上首次执行的星际任务,预计明年二月抵达火星周边轨道。不过,此次发射的“希望号”火星探测器并没有“落火”计划,是采用环绕探测火星的方式研究火星大气和环境。

而作为世界火星探测技术最为先进的国家,美国也计划在7月30日将“毅力号”火星车发射升空。“毅力号”是在此前获得成功的“好奇号”火星车基础上改进而来,装备了最新的机械臂,以及火星环境动力分析仪等科学仪器,不仅能提供高分辨率3D火星图片,还能保存岩石和土壤样本,并在未来带回地球。国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言说,“(美国)它的规模、形式、功能、性能和’好奇号’比较类似,(它是)单独的一个火星车,它没有轨道器。我们是环绕着陆巡视都有,它是着陆和巡视。实际上它的着落和我们一样,着陆部分不带载荷,只是支持着陆过程。”

总体来看,随着今年三大“探火”项目的相继开展,相关国家会持续加大投入力度,从而在这个涉及“地外资源”的未知领域中占据优势。而在历经7-8个月后,中国的“天问一号”顺利着陆,也将意味着中国在行星探测领域开启新的篇章。