據(jù)國家航天局消息,科研團隊根據(jù)“祝融號”火星車發(fā)回遙測信號確認(rèn),5月15日,天問一號著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū),我國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。
凌晨1時許,天問一號探測器在停泊軌道實施降軌,機動至火星進入軌道。4時許,著陸巡視器與環(huán)繞器分離,歷經(jīng)約3小時飛行后,進入火星大氣,經(jīng)過約9分鐘的減速、懸停避障和緩沖,成功軟著陸于預(yù)選著陸區(qū)。兩器分離約30分鐘后,環(huán)繞器進行升軌,返回停泊軌道,為著陸巡視器提供中繼通信。后續(xù),“祝融號”火星車將依次開展對著陸點全局成像、自檢、駛離著陸平臺并開展巡視探測。
火星探測風(fēng)險高、難度大,探測任務(wù)面臨行星際空間環(huán)境、火星稀薄大氣、火面地形地貌等挑戰(zhàn),同時受遠距離、長時延的影響,著陸階段存在環(huán)境不確定、著陸程序復(fù)雜、地面無法干預(yù)等難點。天問一號任務(wù)突破了第二宇宙速度發(fā)射、行星際飛行及測控通信、地外行星軟著陸等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了我國首次地外行星著陸,是中國航天事業(yè)發(fā)展中又一具有重大意義的里程碑。
天問一號:火星開門吧,我到啦!
此次天問一號登陸火星有什么難點?“祝融號”火星車會以何種方式探索火星?背后又有什么故事呢?
著陸火星經(jīng)歷“黑色九分鐘”
被火星成功捕獲以后,天問一號經(jīng)過幾個月的充分準(zhǔn)備,終于開啟了第二階段任務(wù)——“著陸”。火星的北半球多平原,南半球多山地,因此此次天問一號著陸巡視器軟著陸火星的地點,就選擇在火星北半球的烏托邦平原南部。
整個降落過程大致分為進入——減速——軟著陸三步,簡稱為EDL(Entry,Descent,Landing)。據(jù)中國航天科技集團五院總體設(shè)計部火星探測器總體主任設(shè)計師王闖介紹,天問一號在進入火星大氣層以后首先借助火星大氣,進行氣動減速,這個過程它克服了高溫和姿態(tài)偏差。氣動減速完成后,天問一號的下降速度也減掉90%左右。“緊接著天問一號打開降落傘進行傘系減速,當(dāng)速度降至100m/s時,天問一號通過反推發(fā)動機進行減速,由大氣減速階段進入動力減速階段。”王闖介紹,在距離火星表面100米時,天問一號進入懸停階段,完成避障和緩速下降后,著陸巡視器在緩沖機構(gòu)的保護下,抵達火星表面。總的來說,整個過程天問一號要在9分鐘內(nèi)從約2萬千米/小時的速度降至到0米/小時。
值得一提的是,雖然此前中國已有月表著陸經(jīng)驗,但此次天問一號火星軟著陸任務(wù)更加艱難。一方面火星表面存在大氣(火星表面大氣的密度是地球表面大氣密度的1%左右),火星環(huán)境比月球更復(fù)雜;另一方面火星離地球距離更加遙遠,通信時延單程達到20分鐘左右,因此在整個著陸過程,相距遙遠的地球科學(xué)家們來不及做任何處置,只能靠天問一號自主完成這“黑色九分鐘”。
13個載荷助天問一號探索火星
成功著陸后,天問一號“繞”“著”“巡”的串聯(lián)任務(wù)終于進行到最后一步。著陸后,天問一號進入艙將著陸信息通過環(huán)繞器轉(zhuǎn)發(fā)地面。進入艙和“祝融號”火星車先后完成坡道及太陽翼天線展開,“祝融號”火星車將在第一時間將成功展開的消息傳回地面。一切準(zhǔn)備就緒后,火星車將自主駛離進入艙,抵達火面,開始新的征程。
探測火星不僅是工程任務(wù)的突破,更是行星科學(xué)領(lǐng)域的突破。除了常規(guī)的通信、能源(太陽能帆板)、支撐結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)等部分外,天問一號整體上攜帶了13個科學(xué)載荷,其中7個在火星上空的環(huán)繞器上,6個分布在火星車上。
據(jù)介紹,天問一號環(huán)繞器搭載的7個科學(xué)載荷分別是中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達、火星礦物光譜探測儀、火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀。而6個分布在火星車上的科學(xué)載荷,則分別為多光譜相機、次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀、地形相機。
據(jù)專家介紹,這些科學(xué)載荷有著五大使命,主要涉及火星空間環(huán)境、地表形貌特征、土壤表層結(jié)構(gòu)等研究,將給中國帶來火星的第一手資料。其中,與氣象有關(guān)的研究項目將收集有關(guān)溫度、氣壓、風(fēng)速和風(fēng)向的大氣數(shù)據(jù),并研究火星的磁場和重力場,這些也將解答大眾的好奇,如火星究竟是什么樣的氣候。
“祝融號”如何“荒野求生”?
此前,中國首次火星探測任務(wù)總設(shè)計師張榮橋曾對外公布“祝融號”火星車的配置細節(jié):火星車質(zhì)量約240公斤,為6輪獨立驅(qū)動,攜帶6臺載荷,其太陽翼呈蝴蝶翼形。因此有人形象地將“祝融號”火星車比喻為“火星蝴蝶”。
火星環(huán)境是出了名的惡劣,要想完成使命,“祝融號”火星車必須足夠強大,努力“活下來”。中國曾數(shù)次造訪月球,積累了寶貴經(jīng)驗。但月球與火星最大的不同,在于月表近乎真空,而火星有大氣層,這大大增加了探索火星的難度。
從以往火星探測器拍攝的圖片來看,火星的地貌似乎與地球上的沙漠戈壁無異。但事實上,火星上的風(fēng)速可達每秒180米,這幾乎是地球上特大臺風(fēng)風(fēng)速的三倍多。這如野獸般兇暴的烈風(fēng)會掀起大量的沙塵、石塊,形成特大沙暴。讓“祝融號”火星車的“眼睛”蒙塵,“翅膀”不再靈活。面對這種情況,設(shè)計師使用了一種新型材料,這種材料不易沾上灰塵,即使沾上也可以通過振動將其抖落。
火星表面還密布著石塊等障礙物,這就使得火星車的行駛需要更加“小心翼翼”,以免被障礙物卡住造成操作的遲滯。那如何才能火星車的每一步都走得更加穩(wěn)妥呢?設(shè)計師們也想出了應(yīng)對之策。在中國航天科技集團五院的實驗室中,有一臺與“祝融號”一模一樣的火星車。當(dāng)“祝融號”在火星上遇到復(fù)雜路況時,地球上的火星車將對火星路況進行模擬行駛,確認(rèn)無誤后才會發(fā)出指令。
按照計劃,在緊張工作90個火星日后,“祝融號”火星車將結(jié)束巡視探測工作,天問一號環(huán)繞器也將進行軌道調(diào)整,從而開展環(huán)繞科學(xué)探測。
“一只南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以后引起美國得克薩斯州的一場龍卷風(fēng)?!痹袑W(xué)者用上述語言形容“蝴蝶效應(yīng)”。如今,“祝融號”這只全球矚目的“火星蝴蝶”已成功著陸火星,后續(xù)又會帶給我們什么意外驚喜,讓我們一起拭目以待吧。
“祝融號”火星車也在第一時間發(fā)了微博:
網(wǎng)友聲音
火星文來了:請問這鯉軻以種寀鎷?
祝福派:期待出倉給我們寄明信片回來哇!
情感派:看見五星紅旗,眼淚就要繃不住啦
。
調(diào)侃派:滿屏的火星文,搞得我誤以為進入了殺馬特聚會現(xiàn)場了呢
最后,
來了解一下,
我們?yōu)槭裁匆セ鹦牵?/font>
天問一號15日成功著陸火星,我國首次火星探測任務(wù)著陸火星圓滿成功。5月15日晚,央視新聞“白·問”主持人白巖松對話中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師張榮橋,聊聊火星上的那些事。
白巖松:隨著著陸成功,今天一天很多人幫著解讀我們是怎么到火星的。我特別想問您一個問題,我們?yōu)槭裁匆セ鹦?,您自己怎么看?/p>
張榮橋:這個問題很難給對方一個非常圓滿的答案。但就我個人來講,為什么去火星,那就是提升我們?nèi)祟惖淖陨砟芰?。這就像一個家庭,還不是很富裕,為什么我們要省吃儉用,拿這個錢去培養(yǎng)孩子呢?家長的目的是什么呢?我想,是不是為了提升未來孩子的能力。從一個家庭來講是這樣,那么從一個國家(層面上)來講,是否也一樣。我們必須通過這些重大的、前瞻性的科學(xué)探索活動,通過這樣的實踐來提升我們的技術(shù),培養(yǎng)我們的人才,提升我們對未知世界的認(rèn)知。所以,總結(jié)成一句話就是,提升我們?nèi)祟惖淖陨碇R。從國家層面來講,就是要提升我們國家的能力。
信息來源:澎湃新聞、新浪微博、環(huán)球網(wǎng)
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