中國首輛火星車露“真容”:方形腦袋 有4個“大翅膀”
2020年07月23日08:42

原標題:中國首輛火星車露“真容”:方形腦袋 有4個“大翅膀” 來源:華西都市報

  火星是離地球較近且環境最相似的星球,一直是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。

  近期,全球迎來“探火季”。7月17日,長征五號遙四運載火箭已成功轉運至發射區,我國首次火星探測任務發射在即。

  22日,中國火星探測工程正式對外發佈任務最新消息:中國首次火星探測任務天問一號1:1著陸平台和火星車亮相。

  中國首輛火星車長什麼樣?究竟如何工作?一起來看一看。

外觀

頂端的方形盒子是火星車的“眼睛”

  在我國首次火星探測任務中,火星車將承載火星表面巡視探測等重要使命,為中國打開“火星之門”,使我們真正進入深空、走近火星,揭開其神秘面紗。

  22日正式亮相的中國首輛火星車,最引人注目的就是豎立在前端的桅杆,頂端的方形設備就像機器人的腦袋。而頂端的方形盒子就是火星車的“眼睛”,上面有幫助火星車避開障礙來實施前行實時探測的全景相機,還有識別礦物質成分的多光譜相機。

  火星車上裝有4個“大翅膀”,就像一隻展翅飛舞的蝴蝶。專家介紹,和玉兔號月球車一樣,火星車的能源獲得也是依靠太陽能,而這4個翅膀正是太陽能電池板。由於火星距離太陽更遠,表面的大氣對陽光也有削減作用,所以,火星車比“玉兔”多設計了一對“翅膀”。

  除此之外,火星車還配有探測雷達、磁場探測儀和氣象測量儀,可以對火星進行全方位的探測。

  如果把火星車比喻成一隻蝴蝶,那麼尾部則是用來和地球取得聯繫的機器設備。不但可以從中獲得動作指令,更能通過它將在火星上探尋到的珍貴資料回傳到地球。

“奔火”

飛行7個月左右可達

將在火星表面工作90多天

  天問一號探測器將由運載火箭送入地火轉移軌道,飛行約7個月抵達火星。經曆火星捕獲、火星停泊後,著陸巡視器將與環繞器分離,進入火星大氣。著陸巡視器成功著陸後,火星車駛離著陸平台,搭載的科學載荷開機,開始火星表面巡視探測。

  此次火星探測是我國行星探測階段的首次任務,也是我國深空探測領域全新的里程碑,將一次實現“環繞、著陸、巡視”3個目標。這是其他國家第一次實施火星探測從未有過的,面臨的挑戰也是前所未有。

  到達火星後,火星車將在火星表面工作90多天,除了要進行探測作業,還會將它在億萬公里之外的所見所聞傳回地球,幫助我們認識火星、瞭解火星。

“塊頭”

著陸平台與火星車加起來有1300公斤

  這次和火星車一起亮相的還有1:1著陸平台。我國首次火星探測任務中,它將搭載火星車著陸到火星地表,邁出中國火星探測的第一步。

  著陸平台也叫著陸器,和火星車加起來是1300公斤,它載著火星車要完成進入大氣減速下降、落火、延伸坡道,隨即火星車就可以走到火星表面,開展探測作業。

  火星車攜帶6台儀器:包括地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀、表面磁場探測儀、氣象測量儀,為完成火星表面巡視探測科學任務提供了保證。此外,本次火星環繞器攜帶7台儀器。

  同時,為了適應火星地表的特殊環境,火星車還具備環境感知、障礙識別、局部路徑規劃及多輪運動協調控制等功能。

  此次任務的科學目標是實現對火星的表面形貌、土壤特性、物質成分、水冰、大氣、電離層、磁場等進行科學探測,進而有利於建立起對火星全面而基礎的認識。

難度

登陸成功率約為50%

“恐怖7分鐘”是最大難點

  “登陸火星是一件極為困難的壯舉”,美國有線電視新聞網(CNN)曾在火星無人探測器“洞察”號登陸火星前這樣形容“探火之旅”。

  此前人類航天器登陸火星的成功率約為50%。目前,人類已對火星實施了44次探測任務,其中僅成功了24次。

  相比月球探測,火星探測任務的難度更大。由於火星相對地球距離較為遙遠,對發射、軌道、控制、通信和電源等技術都提出了很高的要求。

  不論是長達七個月的地火飛行,還是進入火星軌道的“刹車變軌”,以及最遠距離達4億公里的超遠距離通信……地球通往火星的探測之旅可謂前路漫漫、風險多多。

  不少航天專家指出,特別是著陸器著陸到火星表面的短短幾分鐘時間,可謂“驚心動魄”,必須迎接一系列高難度動作和挑戰。火星探測中最大難點,被稱為“恐怖7分鐘”。據專家介紹:“恐怖7分鐘”,即再入、下降與著陸過程中,要在7分鐘內將探測器的時速從2萬千米降低到零。這需要融合氣動外形、降落傘、發動機、多級減速和著陸反衝等多項技術才能實施軟著陸。

  與月球著陸的情況不同,火星軟著陸動力下降過程時間很短,而地面測控時延十幾分鐘,因此要求控制系統具有更高自主性和實時性。

  “恐怖7分鐘”里,電磁信號完全被屏蔽掉,要完全依靠著陸器的自身本事。

未來

“移民”火星可能嗎?

火星改造實施十分不易

  火星距離地球的最近距離為5500萬公里,最遠距離為4億公里。科學界一般認為,探測火星對研究宇宙演化、物質結構、生命起源等問題有重大價值,從人類未來星際移民前景來看,火星也是太陽系中最值得研究的一顆行星。那麼,“移民”火星究竟能不能變成現實?

  地球上的一天不到24小時,而火星是24小時多,兩者有幾乎相同的晝夜長短;公轉的軌道面和赤道面的夾角也非常相近,因此二者有幾乎相同的季節變化。這些相似性都表明,火星是適宜人類居住改造的最好候選行星。

  中國科學院院士歐陽自遠認為,通過技術手段提高火星表面溫度、增加火星大氣濃度等,可以進一步建立火星表面生態環境。

  雖然將火星改造成為一個適宜人類生存與發展的綠色星球的遠景是美好的,但具體實施起來十分不易,工程之浩大、成本之巨、技術難度之高、科學實施步驟之複雜可想而知,可能需要人類通過幾個世紀艱苦卓絕的努力才能實現。

  綜合新華社、央視、《科技日報》、澎湃新聞、中國航天科技集團微信

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