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2020年的夏天,對大家來說,可能暑假的余額普遍不足。然而,還有一群人也在忙碌著。他們有一個共同的遠大目標——火星!
在這場有史以來最熱鬧的火星探測派對中,我國的航天工程師們將迎接前所未有的挑戰。
接下來,我們一起來探尋這場派對的秘密吧!
每26個月一次的機會
地球與火星,有點像太陽系中的“孿生兄弟”。火星上也有水、大氣,可能存在過生命。正因兩者有太多的相似之處,科學家對火星一直非常著迷。
然而,即使是雙胞胎,兩個人的脾氣都會有差別,更何況是兩顆星球。地球和火星的軌道不同,繞太陽的公轉速度也不同,這導致兩者并不總是保持固定的距離。地球與火星最遠可以相距4億公里,最近只有0.5億公里。因此,盡管人類隨時都可以派出“使者”前往火星,但最經濟實惠的飛行路線,是利用每26個月才有一次的窗口期。
最近的一次機會,正是在2020年7月。這個窗口期,史無前例地匯集了多個航天機構。要知道,在上一次2018年的窗口期,只有一個火星探測器啟程。
中國火星探測器閃亮登場
這次火星探測窗口期,最讓我們期待的,當數我國的火星探測計劃“天問一號”。這是我國首個獨立開展的火星探測計劃,要一次性完成火星繞(軌道器)、落(著陸器)、巡(火星車)的目標。
對于首次自主挑戰火星的“玩家”來說,這個起點可不低,放眼全世界,也是第一次。對大多數“玩家”而言,順利抵達火星且不迷路,就算初戰告捷了。即使是一些老“玩家”(比如歐洲),現在也還沒能讓火星車在火星上走兩步。
我國航天工程師們的信心,正來自我國航天人多年來積累的經驗。大家都知道,“嫦娥三號”和“嫦娥四號”都成功在月面進行了繞、落、巡,并開展了多項深空測控的任務。“嫦娥四號”還實現了人類首次月球背面的軟著陸。這說明,我國繞、落、巡的各項技術已經比較成熟了。
不過,月球和火星還是不一樣的。為了應對火星探測的難點,我國的航天工程師們早已在緊鑼密鼓地進行大量的試驗。在距離北京100千米外的地方,坐落著一座亞洲最大的地外天體著陸綜合試驗場,科研人員在這里模擬“天問一號”在火星上將會遇到的眾多挑戰。
去年11月,我國對外公開展示了火星著陸器懸停避障試驗。“著陸器”在70米高空與塔分離,模擬降落傘分離后的自由落體。此時,“著陸器”要使用反沖發動機,使自己主動懸停在“火星”地表上空。“著陸器”在67米的高度懸停,并緩慢下降到20米的高度。這次試驗模擬的是著陸器著陸前的最后階段,“著陸器”要自主選擇平坦的著陸點,并最終著陸。
幕后的保駕護航
去年年底,“長征五號”火箭復飛成功。這是我國現役最大、最重的火箭。要把“天問一號”“嫦娥五號”等國之重器送入太空,必須有“長征五號”這名大力士的護送,把最高重達4噸、相當于2輛小汽車的探測器送到火星。
今年3月,我國首次火星探測任務無線聯試圓滿完成。這次聯試的對象,可是貨真價實的“天問一號”。在生活中,如果兩個人隔著山說話,可能會聽不清,這時就需要山頂上有人幫二人傳話。同樣,“嫦娥四號”降落在月球背面,與地面無法直接聯絡,因此需要“鵲橋號”中繼衛星牽線搭橋。火星探測器也需要相應的“傳話筒”,環繞火星軌道的軌道器,將為地面和火星著陸器、火星車之間“轉發”信息。
正是這些幕后的工作,為我國的首次火星探測保駕護航。
“天問一號”不久就要啟程了。2021年上半年,它將抵達火星,迎接挑戰。
挑戰火星的其他“玩家”
世界各大航天機構幾乎都參與到了今年的火星探測中。
美國這次向火星投送的火星車是“毅力號”。它將攜帶更多先進儀器,進一步探索火星宜居的可能,也為未來的火星采樣返回做準備。
歐洲空間局和俄羅斯宇航局繼續強強聯合,他們的探測計劃名為ExoMars(意為尋找火星生命)。2016年,探測器ExoMars2016成功環繞火星,卻在著陸時折戟紅色星球,著陸器在火星墜毀。那次伴隨著失敗的成功,讓他們更加謹慎。然而,受疫情等因素的影響,原定于2020年發射的火星探測器推遲到下一個周期。
除了大家熟知的航天機構,還有一些生面孔,比如阿聯酋的穆罕默德·本·拉希德宇航中心。他們要借助日本的H-IIA火箭,發射“希望號”火星探測器。
未來的火星一定會越來越熱鬧。接下來,中國的火星探測將嘗試火星采樣返回。這是一個全世界都還沒實現的目標,也是中國航天想要突破的一個創舉。
相信在不遠的將來,人類能夠更加頻繁地往返于地球和火星,并在火星建立人類航天的前哨空間站。而在更遠的未來,人類甚至可能改造火星,讓這個寂寞的紅色星球也變得宜居起來。