火星你好!我叫天問一號,來自中國
2020年07月23日14:07

原標題:火星你好!我叫天問一號,來自中國 來源:中新社微信公眾號

  7月23日12時41分,中國在文昌航天發射場用長征五號遙四運載火箭成功發射首次火星探測任務天問一號探測器。火箭飛行約2167秒後,成功將天問一號探測器送入預定軌道,開啟火星探測之旅,邁出了中國行星探測第一步。

  受天體運行規律約束,火星探測窗口每26個月出現一次,並且窗口時間較短。2020年7-8月份是火星探測的重要窗口期,近期中國、美國、阿聯酋三國"紮堆"探火。火星探測究竟有何魅力?中國將如何探火?未來"移民"火星是否有可能?

  為何要去火星?

  縱觀世界航天史,人類似乎對火星"情有獨鍾"。世界各國的火星探測活動要追溯到20世紀60年代。1960年10月,蘇聯向火星先後發射了兩個探測器"火星1A"號和"火星1B"號,但均以失敗告終。直到1964年10月,美國"水手4號"探測器才向地球傳回人類史上第一張有關火星表面的近距離圖像,開啟了火星探測的新篇章。

  截至2020年6月,世界各國共實施40餘次探火活動,但成功和部分成功的任務僅有24次。火星探測如此"步步驚心",為何各國還要前赴後繼地開展探測火星?

  這得從火星和地球的淵源說起。火星是太陽系中與地球最為相似的行星,探測火星、瞭解火星,能幫助人類進一步預測地球和行星的未來變化趨勢,瞭解自身在宇宙中的地位和最終命運。

  正如中國首次火星探測任務新聞發言人、中國國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤傑所言,火星是地球的"姊妹星",探索火星有助於人類更好瞭解行星和宇宙演化,為人類社會發展帶來更多前沿知識。

  基於現有航天能力,"奔火"飛行6至10個月左右即可到達,相比更遠的行星和衛星,任務週期較合適。此外,火星與地球有較為相似的環境,這使得機器人或人類進駐火星成為可能。

  如何飛抵火星?

  自7月23日發射升空後,天問一號探測器將"長途跋涉"約7個月才能飛抵火星。

  這一飛行過程包括發射、地火轉移、火星捕獲、火星停泊、離軌著陸和科學探測等六個階段。

  據瞭解,天問一號探測器在中國文昌航天發射場採用長征五號遙四運載火箭升空後,探測器將進入地火轉移軌道。器箭分離後,天問一號探測器太陽翼和定向天線相繼展開,在測控系統支援下,飛行約7個月抵達火星,期間進行深空機動和中途修正。探測器進入環火軌道並經過製動後,再通過2至3個月的環繞飛行後首選進入窗口,期間在著陸區上空對著陸區開展探測。

  此後,天問一號探測器將擇機實施降軌機動,著陸巡視器與環繞器分離。環繞器升軌返回到停泊軌道,為著陸過程提供中繼通信。著陸巡視器進入火星大氣,依次完成配平翼展開、降落傘開傘、大底分離、背罩分離、動力減速、懸停、避障及緩速下降、著陸緩衝等動作,著陸於火星表面。

  成功著陸後,火星車與著陸平台解鎖分離。火星車駛離著陸平台,開始巡視探測。著陸巡視器安全著陸後,環繞器進入中繼軌道,為火星車提供中繼通信,兼顧科學探測。火星車完成探測任務後,環繞器進入使命軌道,開展火星全球遙感探測,兼顧火星車擴展任務中繼通信。

  將執行哪些任務?

  與美國、俄羅斯相比,中國在火星探測領域尚屬"新手"。不過中國首次火星探測任務天問一號亮點頗多,創新十足。此次任務將一次實現"環繞、著陸、巡視"三項目標,任務一旦成功,這種"三合一"的壯舉在全球尚屬首次。

  天問一號探測器由環繞器和著陸巡視器兩部分組成,其中環繞器攜帶7台儀器,著陸巡視器攜帶6台儀器。此次任務的科學目標,主要是實現對火星形貌與地質構造特徵、火星表面土壤特徵與水冰分佈、火星表面物質組成等研究。

  除科學目標以外,中國首次火星探測任務還有2項工程目標:一是突破火星製動捕獲、進入/下降/著陸、長期自主管理、遠距離測控通信、火星表面巡視等關鍵技術,實現火星環繞探測和巡視探測,獲取火星探測科學數據,實現中國在深空探測領域的技術跨越;二是建立獨立自主的深空探測工程體系,包括設計、製造、試驗、飛行任務實施、科學研究、工程管理以及人才隊伍,推動中國深空探測活動可持續發展。

  "移民"火星可能嗎?

  在科幻電影《火星救援》里,主人公馬克依靠種植土豆獨自在火星上生存下來。這也讓民眾對未來能否"移民"火星充滿了期待。

  近年來,世界各國建設月球基地的熱情很高,不少國家製定相關的計劃和方案。相比月球,被譽為地球"姊妹星"的火星似乎更適合建造基地。美國火星探測器曾在火星上探測到水的痕跡。火星自轉週期與地球類似,約為24小時40分鐘,不僅有一年四季,還擁有稀薄的大氣。這些相似性表明,火星是適宜人類居住改造的最好候選行星,也讓人們看到了"殖民"火星的希望。

  中國科學院院士歐陽自遠在接受媒體採訪時表示,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。

  值得注意的是,儘管將火星改造為適宜人類生存的"綠色星球"是美好的願景,但這距離真正實施還有遙遠的距離。火星改造工程之浩大、成本之巨、技術難度之高、科學實施步驟之複雜是可想而知的,未來可能需要人類通過幾個世紀艱苦卓絕的努力才能實現。(作者:郭超凱)

來源:上海航天技術研究院供圖

【編輯:陳海峰】

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