中国火星车外观首度公开 飞向火星过程曝光|附简介

近日,中国“火星车”外观首度公开,预计将于2020年发射。本次任务不仅要实现环绕火星全球遥感探测,还要突破火星进入、下降、着陆、巡视、远距离测控通信等关键技术,这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的,面临的挑战前所未有。

  原标题:中国“火星车”外观首度公开,预计2020年发射

  近日,“中国火星探测工程名称和图形标识全球征集活动”在北京正式启动。在活动现场,预计于2020年发射的火星探测器和火星车的外观设计结构也首度对外公开。

  火星探测任务工程总设计师张荣桥表示,2020年中国首次火星探测计划一次实现“环绕、着陆、巡视”三个目标,这是其他国家首次实施火星探测从未有过的,面临的挑战也是前所未有。

  火星距离地球的最远距离达4亿千米,同时受天体运行规律的约束,每26个月才会出现一次最有利的火星探测器发射时机。从现在算起,到2020年前后,只有2018年和2020年两个发射窗口。专家表示,2020年左右的火星表面将至少同时聚集来自中、美、欧、俄的四个火星探测器,火星探测的竞争可能达到白热化。

中国火星车外观首度公开 飞向火星过程曝光

  首艘火星车着陆耗时长达304天

  与“围着地球打转”的月亮不同,火星和地球围绕太阳公转。地球的公转周期是365个地球日,而火星的公转周期是687个地球日,两者会合周期是779.9天,也就是26个月一次。

  从理论上来说,地球和火星最近点将发生于火星位于距离太阳最近点(近日点),而地球位于距离太阳最远点(远日点),这样两者之间的距离只有5460万千米。然而,这在历史上从未发生过。两者最近距离发生于2003年,相距5600万千米。

  这每隔两年多才有的地火最近距离,就被称为发射窗口。只有在这个时候发射,才能尽可能缩短赴火星的路程,节约时间,也节省燃料。从目前来看,之后的两个发射窗口分别在2018年和2020年。

  需要说明的是,由于地球、火星在环绕太阳的轨道上持续运行,飞船并不能简单的“直来直去”,还要考虑探测器如何被火星轨道“捕获”等许多因素。可以说,历史上每个探测器的飞行轨道都是独一无二的,需要轨道动力学家进行大量计算确定,所费时间也不尽相同。例如,1971年,历史上第一艘环绕火星的探测器“水手9号”花费了168天抵达火星轨道,而1975年第一艘着陆火星的“维京1号”则花费了304天。

  行星科学家、中科院国家天文台副研究员郑永春介绍,2020年左右的火星表面将至少同时聚集来自中、美、欧、俄的四个火星探测器,火星探测的竞争可能达到白热化。

  这其中,最有名的要数包括欧空局和俄罗斯航天局合作的ExoMars火星探测任务。ExoMars分两次发射,先发“星”,后发“车”。2016年3月14日,ExoMars发射了一颗火星微量气体任务卫星(TGO),目前正在奔赴火星的路上。TGO将搭载1台固定式登陆气象测站,并将绘制出火星甲烷和其他气体来源地图,以协助选择之后发射的ExoMars火星车着陆地点。整个着陆过程无法由地面实时控制

  相对于38万千米外的月球,火星离地球的距离实在太远了,按地球与火星之间的平均距离计算,假设光从火星表面出发,到达地球也需要12.5分钟。因此,对于人类来说,将探测器送到火星是极大的挑战。

  郑永春介绍,自19世纪60年代末期以来,人类已进行40多次火星探测任务,虽然其中一些探测器获得了成功,但也有很多任务失败。一份来自康奈尔大学的统计数据显示,2010年之前,前苏联的火星探测任务共失败14次,美国有5次任务失败,日本和俄罗斯也各有1次失败经历。

  与世界上其他航天强国相比,我国的火星探测起步较晚。郑永春介绍,早期的火星探测大多从环绕探测起步,逐渐发展到环绕和着陆探测相结合,近年来已经发展到以巡视探测为主的阶段。随着我国航天技术的进步和对火星表面了解程度的加深,直接跳过单纯环绕探测阶段,将环绕探测与巡视探测相结合,是我国高起点开展火星探测的理性选择。

  事实上,本次2020年中国火星计划,的确承担了多个任务。火星探测任务工程副总指挥、探月与航天工程中心主任刘继忠介绍,本次任务不仅要实现环绕火星全球遥感探测,还要突破火星进入、下降、着陆、巡视、远距离测控通信等关键技术,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的。

  郑永春介绍,失败的火星探测任务中,问题大多出在探测任务的着陆阶段。火星探测器总设计师孙泽洲说,由于地球与火星距离遥远,整个过程无法由地面实时控制,所以必须依靠探测器自主完成。但因为没有那么多的推进剂来抵消那么高的速度,所以着陆火星时,减速要依靠火星大气的作用。最关键的就是气动、减速和开伞这些环节,也是风险最大的地方。

  张荣桥介绍,目前,我国已解决工程的关键技术,协调了五大系统之间的技术接口,正在开展单机产品的研制和生产,后续还要开展分系统、系统的建造以及测试和实验,工程正按计划稳步推进。

  飞向火星过程

  1、预计2020年七八月间在海南文昌发射,由长征五号运载火箭将火星探测器直接送入地火转移轨道

  2、星箭分离以后,火星探测器展开太阳能帆板,开启定向天线,并实施发动机点火,奔赴火星

  3、火星探测器飞行约7个月后,进入火星轨道,随后着陆巡视器与环绕器分离

  4、环绕器环绕火星飞行,对火星全球环绕探测,同时为着陆巡视器开展中继通信

  5、着陆巡视器进入火星大气,经气动外形减速、降落伞减速、反推发动机动力减速后,于火星表面软着陆

  6、着陆巡视器分离释放火星车,开展巡视科学探测

  发射难点:

  ●本次任务不仅要实现环绕火星全球遥感探测,还要突破火星进入、下降、着陆、巡视、远距离测控通信等关键技术,这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的,面临的挑战前所未有。

  ●由于地球与火星距离遥远,整个过程必须依靠探测器自主完成,所以着陆火星时,最关键的就是气动、减速和开伞这些环节,也是风险最大的地方。

  火星车简介

  ◎设计寿命

  3个火星月(约92个地球日)

  ◎设计重量

  约200千克

  ◎结构

  四块太阳能电池板

  ◎材料

  复合记忆纤维、铝基碳化硅、蜂窝夹层

  ◎任务

  探测火星的形貌、土壤、环境、大气;研究火星上的水冰分布、物理场和内部结构

责任编辑:谭雅文
相关文章
加入收藏
新浪微博腾讯微博
齐鲁财富网
齐鲁财富网移动客户端

IOS android  
微信 手机客户端 手机浏览器

二维码

热点专题

2016法国欧洲杯于北京时间6月11日凌晨开战

济南市弓客射箭俱乐部成立于2011年9月,目