今年火星探測大幕正式拉開

本報特約記者　晨陽　本報記者　鄧孝慈

北京時間9日晚，阿聯(lián)酋的“希望”號探測器成功實現(xiàn)“太空剎車”，進入火星環(huán)繞軌道。這不但標志著阿拉伯世界的第一次火星探測任務取得標志性突破，而且還拉開今年火星探測的大幕。在“希望”號之后，中國的天問一號探測器和美國“毅力”號探測器也將在本月內(nèi)相繼造訪火星。

一個月迎來三位地球來客

美國“太空”網(wǎng)站9日稱，2月7日的“火星新年”剛剛過去，這顆紅色星球就將相繼迎來3位地球來客。北京時間9日23時許，阿聯(lián)酋“希望”號探測器經(jīng)過長達7個月的長途旅行，終于抵達火星附近開始關鍵一步。阿聯(lián)酋航天局在社交媒體上表示，“希望”號將在沒有人工干預的情況下，進行長達27分鐘的“太空剎車”。“探測器啟動6臺發(fā)動機全力工作，以消耗自身攜帶一半的燃料為代價，將飛行速度從每小時12.1萬公里降低到每小時1.8萬公里，進而進入火星環(huán)繞軌道。”阿聯(lián)酋副總統(tǒng)兼總理阿勒馬克圖姆表示，“阿聯(lián)酋有史以來首次將阿拉伯世界帶入深空新領域。我們的太空任務向阿拉伯青年傳達了希望和信心。”

進入火星環(huán)繞軌道后，“希望”號并不會在火星表面著陸，而是圍繞火星進行各項測量工作。它將研究火星大氣及火星日周期和季節(jié)周期，獲得火星氣候變化的規(guī)律。同時，“希望”號也讓阿聯(lián)酋成為美國、蘇聯(lián)、歐洲航天局和印度之后，成功探測火星的第五個國家和地區(qū)。

《科學美國人》網(wǎng)站9日稱，由于火星探測任務需要考慮地球與火星的位置關系，適合火星探測器發(fā)射的時間窗口期相對較短，因此集中于2020年夏季發(fā)射的各國火星探測器將集中在2月抵達火星。中國天問一號探測器將在“希望”號抵達火星后的24小時內(nèi)，也嘗試進入火星環(huán)繞軌道。“這是中國的第一個獨立的行星際飛行任務，代表著中國航天的雄心和能力邁出一大步”。美國“毅力”號探測器則將于2月18日抵達火星。

進入火星軌道難在哪里

中國航天專家龐之浩9日告訴《環(huán)球時報》記者，為被火星引力捕獲，火星探測器在準備進入火星軌道時要調整飛行姿態(tài)，將發(fā)動機的噴管朝向前方，待到時機恰當時發(fā)動機點火開機，以降低探測器的速度，僅有一次機會。由于火星距離地球比月球距離地球遠得多，通信的延時在10分鐘以上，所以地面無法對這一制動過程進行實時監(jiān)控，只能依靠探測器自主執(zhí)行。為此地面指揮人員需要提前為探測器注入姿態(tài)調整和制動“剎車”的有關控制程序數(shù)據(jù)。

另外，探測器進入火星軌道時的制動“剎車”時機和大小要十分精準，如果制動點火時間過長或過猛，探測器速度下降過多，就會一頭撞上火星；如果制動點火時間過短或過輕，探測器飛行速度過快，就會沿拋物線軌跡飛離火星，導致進入火星軌道失敗。只有“剎車”時機和時長都分秒不差，才能形成理想的捕獲軌道。

美國“太空”網(wǎng)站也表示，火星探測器的“太空剎車”難度非常大，美蘇火星探測器都曾在這個關鍵環(huán)節(jié)“折戟沉沙”。例如1974年蘇聯(lián)“火星4號”探測器由于制動發(fā)動機失效，“剎車失靈”導致速度過快而沒能進入火星軌道。1999年美國“火星氣候軌道器”在試圖進入火星環(huán)繞軌道時則因為飛行軌跡距離火星太近，導致探測器在進入火星大氣層后不久就解體損毀。事后調查發(fā)現(xiàn)，這是因為它的飛行系統(tǒng)軟件使用英制單位，而地面人員輸入?yún)?shù)時使用公制單位，由此造成的混淆導致探測器出現(xiàn)導航偏差。

中美探測器后續(xù)著陸還有挑戰(zhàn)

“科學美國人”網(wǎng)站稱，歷次火星探測任務的成功率只有不到一半，經(jīng)過“太空剎車”進入火星軌道這個關鍵環(huán)節(jié)后，那些需要在火星著陸的探測器還要通過“恐怖7分鐘”的考驗：火星探測器在短短7分鐘內(nèi)要克服高溫，自主完成由大量步驟組成的減速著陸過程。考慮到火星大氣極為稀薄，因此這個減速過程的挑戰(zhàn)比在地球上著陸更大。

報道稱，雖然美國“毅力”號探測器抵達火星的時間較晚，但它在進入火星軌道后就將直接嘗試著陸。相比之下，中國對火星環(huán)境的了解還不夠充分，天問一號進入火星軌道后將首先展開環(huán)境探測，預定在5月登陸火星。▲