哈喽,小伙伴儿们,
再过不久是我们天问一号着陆火星“大日子”,
前期“追番”追了这么久,
终于要到“亲密接触”的一天了,
想想是不是还有点小激动呢?

在这关键的时刻,
没点儿知识储备怎么能行?
今天我们就一起来学习,
天问一号着陆火星的几个核心知识点吧,
敲黑板,涨姿势啦!

要想着陆火星,总共分几步?
答案很简单,三步
第一步是“进入”,
第二步是“下降”,
第三步是“着陆”。

也就是传说中的EDL过程,
D就是Descent,下降;
L就是Landing,着陆。
目前全世界已进行的21次火星着陆任务中,
只有9次成功。

之所以难度这么大,
是因为地球和火星之间距离遥远,
无线电信号单程时延最长可达20分钟左右,

对于近地轨道航天器,
工程师们可以在地面实时监视、实时控制。
一旦出现紧急情况可以及时“抢救”,
而对于火星探测,航天器以什么姿态飞行,
什么时间点火、工作多长、什么时候关机,
出现问题如何处置,
都需要探测器“自行安排”。

当然,最核心、最关键的是火星大气影响。
明天是刮风、下雨、打雷还是晴天。
随时精确测出大气温度、湿度、风速等。

而在火星上,我们没办法预报天气,
也不能准确知道火星即时的大气密度、气压、风速等关键信息,
而这些参数却直接影响着陆的成败。
火星全球性的沙尘暴基本每年都有,
持续时间能达几个月;

火星大气密度、大气风场等,
随季节、地理位置、着陆时间等变化。

一头扎进不可确知的大气环境,
接下来我们就分别看看EDL三个过程中,
天问一号是怎样闯关的吧,

天问一号的EDL旅程,
从火星大气上边界(距火面约125km)开始,
总的来说,航天器进入拥有大气层的天体时,
有以下几种进入方式:弹道式、半弹道式(或称弹道-升力式)、跳跃式、椭圆衰减式。


所谓弹道式,就是航天器在大气层中飞行时,
进行“正面刚”,
此时只有阻力没有升力;
除此之外,对升力不加以控制也归于此类。
这时的航天器就像子弹、炮弹一样“直奔主题”

这种方式最早见于导弹的弹道设计。
我国的返回式卫星,美苏的第一代载人飞船,
都是采用此种方式返回地球。

这是航天器最“朴素”的一种再入方式,
等于直接从太空“扔”进大气层,
这种方式下,
航天器气动总加热量较小,
但是过载较大,
落点精度较差。

半弹道式属于弹道式的升级2.0版,
它是航天器“稳稳当当”进入大气层的第一步

随后航天器进入升力控制段,
自带的推进机构可以使航天器在一定程度上
HOLD住自身姿态,或者改变姿态以调整航向
确保“稳重大方”地造访火星

在升力控制段结束之后,
天问一号将伸出“小翅膀”(配平翼),
通过产生反向气动力矩,
抵消质心偏移产生的气动力矩
将进入舱“立”起来,把攻角减少到0°,
也就是“直面”速度方向,
为开伞做准备。

讲到这里,进入段的工作已经基本完成,
后续的减速段和着陆段,
我们的探测器又会经历怎样的挑战呢?






