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厲害了我的天!中國航天史上第三次踏上火星!美國人都驚呆了!

等了好久終於等到今天,盼了好久終於把夢實現!

2021年5月15日

,在歷經296天的飛行後,“天問一號”

火星

探測器

所攜帶的著陸組合體和

祝融號

火星車成功降落在火星北半球的“烏托邦平原”,創中國航天曆史新篇章,也成為繼蘇聯、美國後第三個“踏上火星”的國家。

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那這次著陸有多麼的不容易?為什麼明明比NASA毅力號早發射一個星期,卻要晚三個月才登上火星?祝融號火星車的探測任務面臨哪些難題呢?

天問一號為什麼要晚三個月呢?

天問一號探測器是在2020年7月23日發射、2021年2月10日進入環火星軌道,5月15日才成功登陸火星。而NASA的毅力號是在2020年7月30日發射,於2021年2月18日抵達火星並當天直接著陸。天問一號為什麼會在環火軌道上“墨跡”三個月呢?

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答案其實很簡單,天問一號要收集屬於自己的第一手火星資料。在這3個月的時間裡,天問一號先是花半個月時間進行調整軌道,從最初進入火星的低傾角大橢圓軌道,慢慢調整傾角接近於90度的極地軌道。然後接下來就是用相機拍照,收集海里的火星地形地貌、天氣環境等火星環境資料,最後挑選好日子,登陸火星。雖然國際上也有公開的火星環境資料,但你懂的。作為一個探索火星的萌新,這點謹慎還是要有的。

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毅力號之所以敢一頭扎進火星的原因除了任務設計不同,也有藝高人膽大的因素。但最重要的是,需要對降落地點特別瞭解,甚至可以說是精準。而且毅力號屬於NASA的第四代火星探測器,經過前4輛火星車的經驗積累,已經掌握了非常詳細的關於降落地點的資料,所以它就沒必要再圍繞火星飛行探測,畢竟繞行飛行也需要極大的成本(燃料)。

著陸火星有多麼的不容易!

登陸一顆陌生的星球,大體分為三步:繞、落、巡。其中最困難的一步就是“落”,即降落(著陸)。

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這個“落”有多難呢?一組資料可以顯示:自1960年以來,人類共發射了46顆火星探測器,成功20次,

成功率只有43.5%

,一半都不到。其實天問一號也不是我國第一顆發射火星探測器,俄羅斯曾在2011年我們發射過“螢火一號”,不料搭載著螢火一號的俄羅斯火箭出現異常,導致螢火一號無法離開地球軌道,最終墜毀地球大氣層。

實際上,登陸火星難度最大、失敗率最高原因是火星大氣壓力低,不到地球表面壓力的1%。這意味著任何探測器都將非常迅速地下降到地面,而且探測器進入火星大氣的時速約為21000千米,

需要在7-9分鐘內,將時速從約每小時2萬公里降至0

,所以又有“

黑色七分鐘

”來形容降落火星的過程。更重要的是,降落必須自主完成,因為從地球的光傳輸時間為3至22分鐘,這種延遲傳輸意味著我們無法駕馭探測器的快速降落,全靠自主。

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自主,對軟體和硬體要求極高,而且步驟環環相扣。一旦出現絲毫錯誤,就會成為火星上的人造垃圾。

蘇聯曾在1962-1969年間共發射5個火星探測器,但全部失敗。直到1971年,蘇聯的火星3號成功登陸火星,成為第一個登陸火星的探測器。不過也僅限於此,因為它在堅持14。5秒後便失去了聯絡。另外歐航局曾在2003年、2016年相繼發射火星探測器“Beagle 2”和“Schiaparelli EDM lander”,不過一個降落後失聯,一個計算錯誤過早拋棄降落傘導致砸在火星上。

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登陸火星失敗的案例比比皆是,作為第一次探索火星的萌新“天問一號”似乎異常順利,順利發射、順利抵達火星、順利降落火星,一切都好像理所當然。而一旦祝融號火星車在火星上正常開“巡”,就意味著中國僅用一顆火星探測器就走完了美國數十年的歷程。從這一點上,不得不說我國航天技術和航天工作者真的是“牛掰格拉斯”。

“祝融號”動起來面臨的考驗!

“祝融號”高1米85、重240公斤左右,搭載六種科學儀器,預計將在火星上執行約90火星天(大約93個地球日;火星上的一天比地球上的一天要長40分鐘左右)。和NASA的毅力號放直升機、又製氧的任務不同,祝融號的核心任務比較樸實,就是

拍照

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但是我們都知道火星環境惡劣,晝夜溫差比較大,很容易形成大規模的沙塵暴。比如蘇聯在1971年5月19日發射的火星2號,就是在著陸過程中正好遇到火星大規模沙塵暴,最後墜毀於火星上的海拉斯盆地。2018年一場席捲整個火星的沙塵暴,導致NASA的“勇氣號”斷電。對此,遇上火星大規模沙塵暴,祝融號的唯一辦法就是躲起來休眠。

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由於祝融號的能源供應靠太陽能板,為了減少火星沙塵附著的可能性,科學家給太陽板的表面加了一層微結構膜。同時還設計了太陽板豎起來的除塵方案,儘可能提高祝融號在火星的生存能力。考慮到火星表面的坑坑窪窪,為了不讓祝融號被困住,祝融號配備了六輪驅動(6個車輪都可以獨立轉向)和有多種行動能力的懸掛系統。當然,最後的保障少不了地面控制。

最後,我想說的是,祝融號和毅力號的著陸地點好像相距不遠,如果它們在火星上碰上,那會發生呢?

—END—

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