今日(7月8日),中国火星探测再次引发关注。在山东举行的2019年软件定义卫星高峰论坛上,中国科学院院士、中国探月工程首席科学家欧阳自远在报告中透露:中国将在2020年探索火星。
欧阳自远表示,此次中国将通过火星卫星、火星着陆器、火星车联合探索火星。火星探测器目前已准备就绪。
航天专家表示,中国火星探测起步较晚,但起点高、效率高。值得注意的是,在首次任务中,同时实现了绕轨和巡视三大任务,这在航天史上是史无前例的。
2016年中国火星探测工程名称及图形标识全球征集活动新闻发布会上公布的火星车飞行效果图。
问题一:为什么选择明年探火?
火灾探测有特殊时间,有两年一次的窗口期。
每隔两年,世界就会迎来火星探索的小高潮。
面向2020年,全球多个火星探测器已做好发射准备。航天专家庞之浩表示,明年可能是史上最密集的火星探测时期,已有五个国家公布了火情探测计划。除中国外,美国计划发射新型火星探测漫游车,欧洲航天局计划发射ExoMars漫游车,印度和阿联酋也计划在2020年向火星发射探测器。
这是因为,根据地球与火星的位置关系,火星每26个月就会有一次最接近地球的机会,这也是发射火星探测器的最佳时间窗口。此时发射火星探测器,将节省大量燃料,缩短抵达时间。 2020年会有一个窗口期,持续一个月左右。
如果把握不好窗口,还得再等两年。庞之浩表示,美国洞察号火星车原定于2016年发射,但由于仪器故障,发射不得不推迟到2018年。
欧阳自远透露,我国已完成火星探测轨道设计、测控通信、自主导航、地面软着陆等关键技术的科研攻关,为我国自主火星探测奠定了技术基础。
问题二:第一次着火有什么难度?
这相当于从巴黎打高尔夫球,然后将其落入东京的洞中。
据有关部门公开信息,中国首次火星探测将实现软着陆,在火星表面释放漫游车,并开展巡视探测。对比嫦娥探月工程,嫦娥一号、二号绕月运行,嫦娥三号实现软着陆。我国火星探测将一次性完成探月三步走。
这在世界航天史上是前所未有的。
庞之浩介绍,在此之前,只有美国在一次任务中同时完成了环绕火星和登陆火星的任务。欧洲曾两次尝试绕轨道飞行和着陆,但均以失败告终。中国计划在一次火星任务中完成绕轨和漫游三大任务,难度很大。
据媒体报道,迄今为止全球火星探测的成功率约为40%,火星因此被称为航天器墓地。庞之浩表示,最危险的部分是进入火星轨道和着陆两个阶段。
什么时候“刹车”进入火星轨道、进入轨道的角度是多少、什么时候打开降落伞、什么时候切断降落伞……每一步都令人惊心,都需要精确的计算,精确到毫秒。庞之浩说,飞船着陆的七分钟被称为恐怖七分钟。
由于信号强度与距离的平方成反比,因此距离越远,信号越弱。同时,距离地面火源的距离也带来了至少10分钟的信号延迟。在探测器进入火星轨道并着陆的关键时期,只能依靠研究。人员预先输入的数据将由探测器独立判断。
火星探测与月球探测最大的区别在于距离的巨大差异。地月平均距离为38万公里,而地火最近距离为5500万公里,最远距离为3亿至4亿公里,这对测控能力提出了极高的要求。有人把它比作火星车的准确着陆,相当于从巴黎打了一个高尔夫球,落在东京的一个洞里。
面对探测火灾的种种困难,中国做了很多准备,多次成功的探月任务也奠定了重要的技术基础。首先,发射火星探测器需要大推力运载火箭,而我国的长征五号火箭已经具备这样的能力;其次,针对超远距离测控,我国建设了深空测控站,并在嫦娥二号拓展任务中实现了超过1亿公里的测控;再次,探月的成功帮助中国奠定了着陆和巡视技术的基础。
中国的火星探测起步较晚,但起点较高,因此效率也会比较高。虽然困难,但我还是有信心。庞之浩说道。
2016年中国火星探测工程名称及图形标识全球征集活动新闻发布会上发布的火星车和着陆车外观设计配置图。
问题三:中国首次发现火灾将采取什么措施?
探测有关火星过去和现在生命的信息。
中国火星探测器去火星要执行什么任务?欧阳自远表示,火星探测主要涉及三个科学问题:一是探测火星生命活动信息,包括火星当前生命信息以及过去是否存在生命信息。火星上生命生存的条件和环境等。
二是火星本体科学研究,为火星研究积累数据,主要包括火星磁层、电离层和大气层的探测和环境科学,火星地形地貌的特征和划分,火星的成分和分布等。表面物质、地质特征和结构分区、火星内部结构、成分、固有磁场探测等。
三是探索火星长期改造及未来大规模移民和建立第二人类栖息地的前景,服务人类社会可持续发展。
欧阳自远表示,火星表面有很多古老的河床,证明过去有河流,但现在地表已经没有天然水了。中国将探索火星地下水分布。
我国首次火星探测任务总工程师张荣桥此前介绍,首次火星探测任务将探测火星的形态、土壤、环境和大气,研究火星上水冰的分布、物理场和内部结构。
问题四:移民火星需要经过多少关卡?
需要核动力火箭、转运站、环境改造和革命性技术。
随着SpaceX创始人埃隆·马斯克不遗余力地推动火星殖民,这个科幻般的主张似乎触手可及。
不过,在庞之浩看来,移民火星是非常困难的。载人登陆火星尚未实现,移民火星也仅处于概念阶段。
载人登陆火星仍面临技术难题。由于飞往火星的单程飞行至少需要7个月,因此需要携带大量的生命支持资源,并且需要更强大的火箭和航天器。对于执行任务的宇航员来说,长期飞行会导致肌肉萎缩、骨骼脱钙,辐射也会对身体产生影响。
航天界一些人士提出,利用核动力火箭可以解决这些问题。庞之浩表示,目前常规火箭的飞行速度为每小时2万公里,而核动力火箭的飞行速度可达8万公里以上,一两个月即可到达火星。然而,发展核电却非常困难。人类希望在2030 年代登陆火星。都是困难的事情。
除了运输火箭之外,人类登陆火星可能还需要一个中转基地。月球是最好的选择,需要提前建设基地。另外,在移民之前,火星需要改造为适合大量人口居住的环境。
现在讨论移民火星有点过于乐观,需要技术上的革命性进步。有人说,乐观地看,需要100年;乐观地看,需要100年。如果不乐观的话,还需要800年。庞之浩表示,现在就开始思考是非常有必要的,因为未来地球可能面临人口爆炸、资源枯竭、地外体撞击等威胁,而太空移民关系到人类的生存。
2016年中国火星探测工程名称及图形标识全球征集活动新闻发布会上发布的火星车和着陆车外观设计配置图。
【背景】
我国将在2020年和2028年左右进行两次火灾探测
中国2020年探测火灾的计划并非首次披露。
去年9月,在首届世界公众科学素质提升大会太空探索与人类未来分论坛上,国家航天局系统工程司司长李国平正式宣布我国将进行两次火星探测2020年和2028年左右,以后者返回样本。
李国平表示,我国深空探测工程初步明确了四项任务。第一个任务是火星探索。火星探测器计划于2020年7月发射,经过10个月的飞行,预计于2021年抵达火星,登陆火星表面,并进行巡视探测。随后,计划于2028年左右开展第二次火星探测任务,收集火星土壤并返回地球。
去年,作为火灾探测项目的火箭和探测器系统开发商,中国航天科技集团公司也宣布计划在未来三年内实施我国首次火星探测,主要包括无人火星绕轨和着陆巡视探测。
最新消息是,今年4月18日,新京报记者从2019年月球与深空探测国际学术研讨会上获悉,我国嫦娥五号、嫦娥六号、我国首次火星探测器等重大工程任务目前正在组织中。执行。
中国航天科技集团所属中国空间技术研究院在会上介绍,该院正在组织开展上述重大工程任务,将充分发挥航天工程技术能力优势,支撑国家航天事业。各级主管部门加快推进无人月球科考站,规划实施小行星探测、火星木星星系探测、太阳系边缘探测、行星际探测等一系列后续重大工程。
此外,我国还计划开展小行星探测,并在2030年左右开展木星星系探测和行星系统探测。
新京报记者倪薇编辑陈思
校对?范锦春