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中国首辆火星车亮相
日期:2020-07-23 15:49:19  来源:友情转载    字号: T | T

  5问
 
  中国首次火星探测
 
  为啥去火星?
 
  带着啥任务?
 
  “探火”难在哪?
 
  探测为何扎堆?
 
  “移民”火星可能吗?
 
  7月22日,中国火星探测工程正式对外发布“中国首次火星探测任务天问一号1∶1着陆平台和火星车”。在即将于7月下旬到8月上旬择机实施首次火星探测任务中,火星车将承载火星表面巡视探测等重要使命,为中国打开火星之门,使我们真正进入深空、走近火星,揭开她神秘的面纱。
 
  火星车长啥样?咋工作?
 
  此次火星探测是我国行星探测阶段的首次任务,也是我国深空探测领域全新的里程碑,将一次实现“环绕、着陆、巡视”3个目标,这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的,面临的挑战也是前所未有。
 
  据了解,中国第一台火星车1:1的实物高度有1.85米,重量达到240公斤左右。到达火星后,火星车将在火星表面工作90多天,除了要进行探测作业,还会将它在亿万公里之外的所见所闻传回地球,帮助我们认识火星、了解火星。那么火星车在火星上到底是如何工作的呢?
 
  火星车最引人瞩目的就是竖立在前端的桅杆,顶端的方形设备就像机器人的脑袋。而顶端的方形盒子,就是火星车的“眼睛”,上面有帮助火星车避开障碍来实施前行实时探测的全景相机,还有识别矿物质成分的多光谱相机。
 
  在火星车上,还装有4个“大翅膀”,这正是太阳能电池板。除此之外,火星车还配有探测雷达、磁场探测仪和气象测量仪,可以对火星进行全方位的探测。
 
  登上火星的太空运输车——着陆平台
 
  和火星车一起亮相的还有1∶1着陆平台,我国首次火星探测任务中它将搭载火星车着陆到火星地表,迈出中国火星探测的第一步。
 
  着陆平台,也叫着陆器,和火星车加起来是1300公斤,它载着火星车要完成进入大气减速下降、落火、延伸坡道,随即火星车就可以走到火星表面,开展探测作业。
 
  着陆平台载着火星车,从进入火星大气层到降落到火星地表只有短短七八分钟,却被人们称为“恐怖7分钟”,因为这个过程中电磁信号是完全被屏蔽掉的,要完全依靠着陆器的自身本事。 据央视
 
  延伸阅读
 
  『火星探秘』几乎贯穿整个人类航天史
 
  今年7月中下旬到8月上旬是26个月一遇的火星探测器发射窗口,中国、美国和阿联酋都计划在此期间发射各自的火星探测器,其中阿联酋已于20日率先实施了发射。
 
  火星是太阳系中与地球最相似且距离第二近的行星,所以成为目前除地球以外人类研究程度最高的行星,人类用空间探测器对火星进行探测的历史几乎贯穿整个人类的航天史。
 
  全球已44次探测火星
 
  大量迹象表明,火星以前很可能与目前的地球一样,只是经过几十亿年的演化才变成今天大气层稀薄、温度较低、水源枯竭这个样子;而另一颗离地球很近的行星——金星正好与之相反。所以,不少天文学家推断,火星是地球的未来,金星是地球的过去。因此,要深入探测火星,对研究地球的演变,防止它变成人类难以生存的第2个火星具有促进作用。
 
  人类的火星探测起步于1960年,到今年6月底,全球共实施了44次探测火星活动,其中美国21次、苏联及后来的俄罗斯19次、日本1次、欧洲2次、印度1次。其中完全成功的探测有19次,完全成功或部分成功的探测有24次。
 
  冷战时期
 
  美苏探测火星竞赛
 
  1960年至1975年,是人类探测火星的第一次高潮,美苏两国共进行了23次发射。当时美苏主要是为了政治目的,在包括火星探测在内的许多航天领域展开了激烈的竞争。
 
  在这期间,苏联先后发射了多个“火星”系列探测器,但大部分都失败了。同一时期,美国向火星发射了6个“水手”系列火星探测器,成功了4个。
 
  1975年,美国先后发射了“海盗”1号、“海盗”2号探测器。它们基本一样,都是由轨道舱和着陆舱组成。在进入火星上空时两者分离,轨道舱绕火星飞行,而着陆舱则在火星表面上软着陆。“海盗”1号、“海盗”2号是世界第一对通过一次发射完成环绕探测和着陆探测两种探测方式的火星探测器,获得了大量有用的科学数据。
 
  由于火星探测耗资巨大,再加上美苏竞争战略重点转移,美国大力发展航天飞机,而苏联则大力发展空间站,所以此后全球火星探测进入低潮期。
 
  美国庞大的“火星生命计划”
 
  20世纪90年代至今是人类探测火星的第二次高潮,到今年6月底共进行了19次发射。这次探测火星高潮与第一次高潮不同,主要是为了科学和工程目的。这一阶段的火星探测成功率大为增加,21世纪发射的火星探测器都取得了成功或部分成功。
 
  美国于1996年开始实施庞大的“火星生命计划”,即寻找火星生命。在这一年里,美国先后成功发射了“火星全球勘测者”和“火星探路者”探测器,以确定火星上是否存在生命。其中,更先进的“火星全球勘测者”拍到的图像表明,当年“海盗”1号轨道舱拍到的所谓火星“人脸”只不过是一座小山。“火星探路者”则携带了世界上第一辆火星车“旅居者”。
 
  2001年,美国成功发射“火星奥德赛”探测器,首次发现火星地表下面存在水冰。2003年,美国先后发射了第二代火星车“勇气”号和“机遇”号,再次证实火星上有水。2006年进入火星轨道的美国“火星勘测轨道器”是目前最先进、最大的火星轨道器。2007年,美国“凤凰”号火星着陆器升空。2011年美国发射了第三代火星车“好奇”号。2014年,美国“火星大气与挥发物演变”进入火星轨道。它是世界首个研究火星上层大气的探测器,帮助了解火星大气气体逃逸到太空对火星气候演变所产生的影响。2018年,美国“洞察”号在火星安全着陆。它用于为火星做“CT”,精确掌握火星震和其他火星内部活动,探测至火星表面下5米来自火星地核的热量。
 
  其他国家和组织加入探测火星行列
 
  从1998年起,日本、欧洲和印度也开始研制和发射各自的火星探测器。
 
  1998年,日本发射了首个火星探测器“希望”号,但由于推进器故障,最终没有进入火星轨道。
 
  2003年,欧洲航天局第1个火星探测器“火星快车”升空,成为继苏联、美国和日本之后世界第4个发射深空探测器的国家或组织,世界第3个成功探测火星的国家或组织。它由轨道器和着陆器组成,其中“火星快车”轨道器成功进入火星轨道,获得超出预想的数据,但其“猎兔犬”2号着陆器着陆失败。
 
  2016年,欧洲航天局与俄罗斯合作研制的“火星生物学-2016”探测器升空。它由“微量气体轨道器”和“夏帕雷利”着陆器组成。其中“微量气体轨道器”成功进入火星轨道,但“夏帕雷利”着陆器还是没能成功着陆。
 
  2011年,俄罗斯发射“火卫一·土壤”探测器。这次火箭虽然没出问题,但探测器发生了故障,使探测器没能进入地火转移轨道,最后再入地球大气层烧毁。
 
  2013年,印度第一个火星探测器——“曼加里安”升空。它于2014年成功进入火星轨道,并发回所拍摄的火星照片,从而成为继苏联、美国和欧洲之后世界第4个成功探测火星的国家或组织,也是亚洲第一个成功探测火星的国家。
 
  今年火星探测探什么
 
  今年的火星探测发射窗口已开启,中国、美国和阿联酋的火星探测器都计划在此期间发射,那么,它们各自的科学目标是什么呢?
 
  我国天问1号的科学目标有五项:研究火星形貌与地质构造特征;研究火星表面土壤特征与水冰分布;研究火星表面物质组成;研究火星大气电离层及表面气候与环境特征;研究火星物理场与内部结构。
 
  美国的“火星-2020”探测器由巡航级、下降级、减速器和“毅力”号火星车等部件共同组成,最后只有“毅力”号火星车降落在火星表面。其有四项科学任务:研究火星的地质特征;确定火星上是否曾经存在生命;研究火星气候状况;测试火星大气中的氧气产生机制以及各种大气参数数据。
 
  日前发射的阿联酋首个火星探测器“希望”号如同一颗火星的气象卫星,其科学探测目标有四个:探索氧气和氢气从火星大气中散逸出去的内幕;研究古今火星气候之间的联系;寻找火星下层大气与上层大气之间的联系;构建最全面的火星大气整体模型。为此,它载有3台科学有效载荷:阿联酋探索成像仪、阿联酋火星红外光谱仪、阿联酋火星紫外光谱仪。 据《北京日报》
 
  中国首次探测火星5大看点
 
  中国为何要探测火星?难点在哪里?将执行哪些任务……“新华视点”记者采访了业内有关专家。
 
  为何要“去火星”?
 
  火星是离地球较近且环境最相似的星球,一直是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。以往的探测发现了存在水的证据,火星上是否存在孕育生命的条件?火星是地球的过去还是地球的未来?这些成为火星研究的重大科学问题。研究火星对认识地球演变具有非常重要的比较意义。
 
  “为了人类社会的可持续发展,火星可否改造成为适宜人类居住的绿色星球?……只有这些重大科学问题被一一解答,我们才能清晰地思考地球和人类自身的未来。”中国科学院院士欧阳自远曾这样评价火星探测的意义。
 
  基于现有航天能力,“奔火”飞行7个月左右即可到达,相比更远的行星和卫星,任务周期较合适;火星与地球有最接近的环境,使得机器人或人类进驻火星成为可能。
 
  将执行哪些任务?
 
  国家航天局公布的信息显示,我国首次火星探测任务的探测器由着陆巡视器(进入舱和火星车)与环绕器组成。据悉,此次探测目的是一次实现“绕、着、巡”三步走,即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。
 
  火星环绕器携带7台仪器,火星车携带6台仪器,此次任务的科学目标是实现对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等进行科学探测,进而有利于建立起对火星全面而基础的认识。
 
  “探火”到底难在哪?
 
  相比月球探测,火星探测任务的难度更大。由于火星相对地球距离较为遥远,对发射、轨道、控制、通信和电源等技术都提出了很高的要求。目前,人类已对火星实施了44次探测任务,其中仅成功了24次。
 
  不论是长达七个月的地火飞行,还是进入火星轨道的“刹车变轨”,以及最远距离达4亿公里的超远距离通信……地球通往火星的探测之旅可谓前路漫漫、风险多多。
 
  不少航天专家指出,特别是着陆器着陆到火星表面的短短几分钟时间,可谓“惊心动魄”,必须迎接一系列高难度动作和挑战。
 
  与月球着陆的情况不同,火星软着陆动力下降过程时间很短,而地面测控时延十几分钟,因此要求控制系统具有更高自主性和实时性。
 
  “探火”缘何会“扎堆”?
 
  航天科普专家钱航介绍,考虑到风险、成本等因素,地球航天器到火星的最佳路线为1925年提出的“霍曼轨道”。由于该轨道每26个月才能出现一次,且最近“霍曼轨道”形成时间为2020年夏,所以近期各国火星探测计划均集中在该时间段。
 
  1996年以来,几乎每个发射窗口都有火星探测器发射。2020年,中国、美国、阿联酋等国家均已明确于今年执行火星探测任务。三个国家将在火星地表采样、区域巡视性探测、热大气层测量等方面执行探测任务,进而为生命起源及演变、探索人类新家园等方面的研究提供重要支撑。
 
  “移民”火星可能吗?
 
  地球上的一天不到24小时,而火星是24小时多,两者有几乎相同的昼夜长短;公转的轨道面和赤道面的夹角也非常相近,因此二者有几乎相同的季节变化。这些相似性都表明,火星是适宜人类居住改造的最好候选行星。
 
  欧阳自远认为,通过技术手段提高火星表面温度、增加火星大气浓度等,可以进一步建立火星表面生态环境。
 
  虽然将火星改造成为一个适宜人类生存与发展的绿色星球的远景是美好的,但具体实施起来十分不易,工程之浩大、成本之巨、技术难度之高、科学实施步骤之复杂是可想而知的,可能需要人类通过几个世纪艰苦卓绝的努力才能实现。 据新华社
(责任编辑:和谐陕西网)
    
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