天问一号,出发了!火星,明年见!
火星探测为什么要飞7个月?这其实跟我们人类现在的航天技术,特别是我们的发动机,还有航天器的设计能力相关的。
地球距离火星一般都非常远,最远可远至4亿千米,最近时也会超过5000万千米,探测难度很大。人类现有的以化学燃料为核心动力的火箭性能依然有限,远远比不过科幻作品中动辄以极快速度运动的飞船和火箭,人类并不能随心所欲的不在乎地球和火星之间距离。
理论上讲,如果我们可以持续动力的话,探测器去火星的时间还可以缩短,但是相比于技术上的问题来说,时间是可以等待的,所以我们设计现在火星探测的轨道,通常使用的叫做霍曼转移轨道。
这个轨道有一个非常大的特点,就是探测器只需要在这个轨道的两端,也就是在进入霍曼轨道的时候,我们的探测器有一次发动机点火,把探测器推入到霍曼转移轨道,然后在飞行的过程中借助天体引力不断地飞行,而在接近到火星的引力场范围的时候,再做第二次发动机点火,这样再把探测器推入到环绕火星的轨道,它是一个最省燃料的轨道。
探测器在飞行的整个过程中,主要就是依靠天体引力去接近火星,而不需要依靠发动机本身的推力。当然带来的一个代价就是在时间上我们需要去等待,所以时间上会相对来说比较长一些。
由于各探测窗口条件不同,各探测器使用的火箭性能和飞行方案不同,最终的探测器霍曼转移轨道飞行距离可以轻易长达4~7亿千米,耗时6-11个月不等。对于2020年从地球出发的几个火星探测器而言,大致都需要7个月左右时间,于2021年2月前后分别抵达。
出品:科普中国 光明网
监制:战 钊
策划:宋雅娟
编导:宋雅娟
摄像:肖春芳
制作:博 文
天问一号火星探测
天问一号火星探测 火星天气是怎样的?象博士说科普 ️气温火星表面平均气温-63℃。由于火星大气层很薄,无法保留很多热量,所以地表日夜温差很大。气压火星大气十分稀薄,平均地表气压在6百帕上下波动,不到地球大气层的1%。但是,随着季节的变化,火星气压变化幅度可达20%。风火星上每年都要刮一次让人难以想象的特大风暴。资料显示,地球上17级风力,相当于是超级台风的风力,风速可达60米/秒以上,而火星上的风速竟高达180米/秒,是地球上的三倍。而遮天蔽日的火星沙尘暴,堪称火星探测器的“头号杀手”。推荐阅读:火星沙尘暴究竟有多厉害?15年“机遇”号因此“永别”!降水火星上没有降雨。但“维京二号”着陆器曾看到过火星结霜。在寒冷晴朗的夜晚,撞击地面的空气迅速变凉,偶然情况下,水汽会结成霜冻到地面。2008年9月29日,“凤凰号”火星探测器拍下了同样极为罕见的降雪事件,是在接近“凤凰号”登陆地点附近海姆达尔撞击坑之上,高4.5公里的云降雪。
长征五号运载火箭成功发射天问一号火星探测器
7月23日12时41分,长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞。中国迈出行星探测的第一步——奔向火星。
这是长征五号运载火箭首次执行应用性发射,成功将天问一号火星探测器送入预定轨道。
长征五号运载火箭点火升空(王磊 摄)
长征五号运载火箭一飞冲天(赵聪 摄)
天问一号火星探测器由着陆巡视器和环绕器组成,着陆巡视器包括进入舱和火星车。
在地火转移轨道飞行约7个月后,天问一号探测器将到达火星附近,通过“刹车”完成火星捕获,进入环火轨道,并择机开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测。
人类探测火星起步于20世纪60年代,2020年之前共实施了44次火星探测任务,只有8次成功着陆,比率仅为18%。
本次任务成功后,我国将成为世界上第一个首次通过一次任务实现火星环绕和着陆巡视探测的国家,也将成为世界上第二个实现火星车安全着陆和巡视探测的国家。
“天问一号任务是我国建设航天强国进程中的重大标志性工程,是中国航天走向更远深空的里程碑工程。”中国首次火星探测任务工程副总指挥、中国航天科技集团有限公司党组书记、董事长吴燕生说。
天问一号火星探测器试验队部分队员合影(李明 摄)
长征五号运载火箭的地球同步转移轨道运载能力达14吨级,代表了我国运载火箭科技创新的先进水平,为探月工程、深空探测、载人航天等重大专项的顺利实施奠定了坚实基础。
长征五号运载火箭整装待发(史啸 摄)
火星是离太阳第四近的行星,与地球邻近且环境最为相似,是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。国际火星探测已取得了丰富成果,发现了曾经有水、甚至现在还存在水的若干证据,极大激发了人们在火星寻找生命的热情,也成为当前国际深空探测的热点。
执行天问一号任务的长征五号运载火箭、火星探测器均由航天科技集团研制。