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天问一号:在探火路上来一次“后发先至”-新闻

中国国家航天局供图

今年7月,火星探测迎来发射“窗口期”,一旦错过,就要等待近26个月。跟着这一关键节点的临近,操持了多年的中国首个火星探测项目,也终于有了自己的名字——“天问一号”,中国行星探测义务则被命名为“天问(Tianwen)系列”。

我国首次火星探测义务计划于7月择机在中国文昌航天发射场履行。中国航天科技集团五院火星探测器副总设计师贾阳此前表示,这次探测义务目标是经由过程一次发射,实现火星萦绕、着陆、巡视探测目标,开展对火星举世性和综合性的探测,并对火星外面重点地区进行精细巡视勘察。

一举多得

少费钱多干事

纵不雅人类航天史,人们彷佛对火星“情有独钟”,截至今朝,举世共有40余次火星探测活动,这是为何?

中国科学院空间利用工程与技巧中间钻研员张伟在吸收科技日报记者采访时给出了谜底:“火星是太阳系内与地球特征最为靠近的行星,是人类未来移夷易近的首选地。”

毋庸置疑,人类“第二家园”这一诱惑其实太大年夜。“火星以前可能拥有过得当地球生命生计的情况前提。”张伟表示,钻研火星地质、外面因素的经久蜕变历程,岩石和空气、水的互相感化等,将有助于我们理解火星生命可能存在和消掉的缘故原由,进而阐发和猜测地球的未来。

张伟先容,人类探测火星的要领平日包括萦绕、着陆、巡视、采样返回、载人登岸探测等。今年“天问一号”一次发射同时要完成萦绕、着陆、巡视3种探测目标,实属“少费钱,多干事”。

一举多得的背后,是繁杂的技巧和较高的风险,国际上也鲜有先例。美国海盗1号、海盗2号火星探测器曾经由过程一次发射实现了萦绕、着陆两种探测目标;欧洲也曾进行过类似的考试测验,但并未成功,只实现了“一举一得”。

在 中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席科学家、中国科学院院士叶培建看来,我国首次火星探测义务实为“弯道超车”。他在吸收媒体采访时曾表示,我们 若想实现逾越,必要使用现有的技巧实现“两步并成一步走”。事实上,我国很早就开展了相关钻研。这次我国火星探测萦绕、着陆、巡视计划假如能够一步完成, 这一超过式规划将成为举世首次。

多方协力

备战探火“大年夜考”

正如叶培建院士所言,我国火星探测计划谋划已久。

“2010 年8月,8位院士联名向国家建议,开展月球以远深空探测的综合论证,国家国防科技工业局急速组织专家开展了成长筹划和实施规划论证。”中国国家航天局探月 与航天工程中间深空探测总体部部长耿言曾撰文写道,首次火星探测是深空探测的动身点和重点,实施规划颠末三轮迭代和深化,于2016年1月正式立项实施。

从此,一场瞄准火星的深空探测大年夜戏正式拉开帷幕。

首次火星探测义务由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面利用5大年夜系统组成。此中,探测器、运载火箭均由中国航天科技集团抓总研制。

2017年9月,第三届北京月球与深空探测国际论坛传来消息,我国火星探测义务的相关载荷已经基础确定,涉及空间情况探测、火星外面探测、火星表层布局探测等领域。

这次义务所采纳的长征五号遥四火箭也已做好了充沛筹备。2020年1月,长征五号遥四火箭大年夜推力氢氧发念头顺利完成了总装出厂前的着末一项验证,标志着这台发念头机能达到预定要求,即将转入火箭总装阶段。

针 对火星探测器的测控系统,是一种基于现有的航天测控网和深空测控网,包括北京航天飞行节制中间、佳木斯66米口径天线测控站等,对火星探测器进行状态监 视、轨道丈量、飞行节制、在轨治理和应急处置等的系统。2020年3月,北京航天飞行节制中间完成火星探测义务无线联试,充分验证了探测器与地面系统的接 口匹配性和同等性,对种种规划、技巧状态、软硬件系统进行了周全测试,为义务顺利开展打下了坚实根基。

中国文昌航天发射场也正积极备战中。 2020年5月5日,长征五号B运载火箭首次飞行义务发射场区批示部批示长张学宇表示,中国文昌航天发射场已经具备了高密度发射实战能力、高中低轨空间投 送能力和义务并行测试发射能力。当前,发射场系统将持续做好火星探测、嫦娥五号以及后续空间站扶植阶段飞行义务等重大年夜航天发射义务的组织实施,武断篡夺疫 情防控和航天发射义务“双胜利”。

地面利用系统整体吊装完成,备受注视。2020年4月25日,由中国科学院国家天文台承建的首次火星探测 工程地面利用系统,在天津成功实施完成70米天线反射体的整体吊装,中国首次火星探测工程副总设计师兼地面利用系统总批示李春来表示,70米天线今年10 月能完全具备火星探测的数据接管能力。

今朝,探测义务计划正在井然有序地进行,相关事情职员正加班加点,为即将到来的“大年夜考”做筹备。

难点浩繁

寻衅与机遇并存

根据火星与地球的运动关系,再结合实际,斟酌到当前运载火箭的能力,就会发明每隔26个月才有一次有利的火星探测器的发射时机。

今年是举世火星探测的爆发期。据懂得美国、阿联酋也计划于今年发射探测器,而此前同样有此计划的欧俄联合火星探测义务因疫情等缘故原由推迟到2022年。

据统计,至今举世火星探测成功率大年夜约为40%,缘故原由在于火星探测工程难点浩繁。

张伟表示,火星探测最大年夜的难点在于“可怕7分钟”——在进入、下降与着陆历程中,要在7分钟内将探测器的时速从2万千米低落到零。这必要交融多种减速手段才能实现,包括气动形状、降低伞和反推等,也必要自立导航节制技巧来包管。

“再者,探测器从地球飞往火星必要200余天,漫漫长路必要有靠得住的通信。”张伟奉告科技日报记者,除此之外,在必然体积和重量约束的条件下,火星探测器还要充分前进能源的使用率,包括高效多结太阳能电池技巧、高效蓄电池技巧,以及能量密度高、寿命长的核电源等。

由此看来,这次我国同时开展“绕”“落”“巡”探测目标,其难度之高不言而喻。这不畏艰巨、勇于寻衅的底气,源自我国深空探测技巧的飞速成长,源自无数航天科技事情者的不懈努力!

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