火星距離地球最近的時(shí)候大概是5500萬(wàn)公里,最遠(yuǎn)則超過(guò)4億公里!而月球距離地球僅為38萬(wàn)公里左右。距離方面的差距完全不是同一個(gè)級(jí)別的。更何況是一步到位,直接發(fā)射能夠攜帶火星車的火星探測(cè)器! “天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器 那么發(fā)射火星探測(cè)器的主要難點(diǎn)在哪里呢? 第一,距離超遠(yuǎn),最近也要飛行5500萬(wàn)公里。這就需要強(qiáng)大的深空測(cè)控網(wǎng)絡(luò)!很多人夸印度率先發(fā)射火星探測(cè)器。實(shí)際上印度發(fā)射的這顆火星探測(cè)器難度完全不是一個(gè)等級(jí)的。印度本國(guó)不具備深空測(cè)控能力,全程測(cè)控都是由美國(guó)提供服務(wù)。至于探測(cè)器本身,也是找歐美國(guó)家定制各種核心零部件,然后自己組裝。說(shuō)白了也就是一個(gè)勞民傷財(cái)?shù)男蜗蠊こ潭选?/p> 我國(guó)則沒(méi)有印度這么好的國(guó)際環(huán)境。上世紀(jì)末,所有發(fā)達(dá)國(guó)家聯(lián)合制定了“瓦森納”技術(shù)管控協(xié)議,稍微有點(diǎn)技術(shù)含量的零部件和設(shè)備,歐美都不允許賣給我國(guó)。所以,我國(guó)的深空探測(cè)全部是靠自己建設(shè)的!而我國(guó)敢發(fā)射能夠攜帶火星車的火星探測(cè)器,也說(shuō)明我國(guó)的深空探測(cè)系統(tǒng)至少能夠完成4億公里的深空信號(hào)收發(fā)! “天問(wèn)一號(hào)”深空測(cè)控設(shè)備之一 第二,需要推力強(qiáng)大的火箭,否則無(wú)法將重量達(dá)到5噸的“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器送入火星轉(zhuǎn)移軌道。 為了實(shí)現(xiàn)繞、落一步到位,我國(guó)發(fā)射的“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器重量達(dá)到5噸左右,由環(huán)繞器(也叫軌道器)、著陸器和巡視器(又叫火星車)組成,需要由長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭將“天問(wèn)一號(hào)”加速到11.2公里/秒,送入地火轉(zhuǎn)移軌道,才能“飛奔”至火星。目前我國(guó)也僅有長(zhǎng)征五號(hào)大型運(yùn)載火箭有足夠能力將這么重的火星探測(cè)器發(fā)射進(jìn)入火星轉(zhuǎn)移軌道?!疤靻?wèn)一號(hào)”僅火星軌道飛行器重量就達(dá)3175公斤。它將釋放著陸器直接在火星表面著陸,并在火星表面釋放重達(dá)240kg的火星巡視器,重量?jī)H次于美國(guó)的第三代火星車??梢哉f(shuō)“天問(wèn)一號(hào)”在技術(shù)層面上是一顆十分先進(jìn)的火星探測(cè)器。 “天問(wèn)一號(hào)”組成示意圖 2014年印度發(fā)射的曼加里安號(hào)火星探測(cè)器,受制于自身火箭運(yùn)載能力不足,探測(cè)器全重僅1.35噸,其中燃料重量就達(dá)到852公斤,設(shè)備有效載荷只有15公斤,而且軌道調(diào)整和通訊定位都是外包給美國(guó)NASA。只能在火星軌道拍幾張照片,發(fā)回地球,用處不大,象征意義大于實(shí)際意義。 長(zhǎng)征五號(hào)大型運(yùn)載火箭 第三,即使發(fā)射成功將“天問(wèn)一號(hào)”加速到11.2公里/秒,也僅是“萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步”而已。 “天問(wèn)一號(hào)”飛向火星的過(guò)程中需要不斷微調(diào)軌道,盡可能以精準(zhǔn)角度靠近火星,然后實(shí)施制動(dòng),最終讓火星引力捕獲它!這期間需要克服深空通訊難題,深空測(cè)控難題,非??简?yàn)我國(guó)的深空通訊和測(cè)控技術(shù)。 在成功進(jìn)入火星軌道以后,還要對(duì)火星表面進(jìn)行大致摸底,將數(shù)據(jù)發(fā)回測(cè)控中心分析,在確定火星表面天氣適合著陸的情況下,才會(huì)在適當(dāng)時(shí)期讓“天問(wèn)一號(hào)”釋放著陸器,實(shí)施精準(zhǔn)降落,由于信號(hào)延遲達(dá)到7-8分鐘,整個(gè)降落過(guò)程只能由著陸器攜帶的控制系統(tǒng)自主降落。 “天問(wèn)一號(hào)”著陸器降落示意圖 即使成功降落至火星表面,也要保持姿態(tài)正確,否則也無(wú)法釋放巡視器。實(shí)際上火星和地球一樣,也有風(fēng)暴沙塵!就算巡視器成功在火星表面運(yùn)行,也要面對(duì)火星惡劣的氣候,巨大的溫差變化?;鹦茄惨暺鞒晒德湟院?,還要將天線對(duì)準(zhǔn)地球方向,并展開(kāi)太陽(yáng)能電池板獲取電能。除了這些這些主要步驟不能出錯(cuò),還有很多其他方面的技術(shù)問(wèn)題也不能出錯(cuò)。只要有一步出錯(cuò),火星探測(cè)任務(wù)就宣告失敗。 正是因?yàn)榛鹦翘綔y(cè)需要面臨的技術(shù)難題太多了,因此,即使是成功發(fā)射環(huán)繞火星飛行的探測(cè)器,成功率也僅有42%左右,若再將降落火星的著陸器和巡視器計(jì)算在內(nèi),則成功率更加慘不忍睹。因此,“天問(wèn)一號(hào)”此行就好比唐僧去西天取經(jīng),不僅路途遙遠(yuǎn),而且需要面對(duì)各種各樣的難題。能否最終“取得真經(jīng)”尚未可知。在此衷心祝?!疤靻?wèn)一號(hào)”一路順風(fēng)! |
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