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2021年2月10日19时52分,中国首次火星探测义务“天问一号”探测器实行近火捕捉制动,顺遂进入大椭圆环火轨道,成为我国第一颗人造火星卫星,乐成实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目的。

“天问一号”航行阶段示意图(图源:国家航天局)

自2020年7月23日乐成发射以来,“天问一号”已累计航行202天,航行里程约4.75亿千米,距离地球约1.92亿千米。实现围绕火星后,“天问一号”设计于2021年5月至6月择机实行火星着陆,开展巡视探测。

“天问一号”航行图像(图源:国家航天局)

【点・道】约请国际宇航联合会空间运输委员会副主席、中国航天科工团体二院研究员杨宇光,解读“天问一号”“落火”前的准备工作、后续“落火”历程中的难点看点。

国际宇航联合会空间运输委员会副主席、中国航天科工团体二院研究员杨宇光

1.“天问一号”“绕火”的“近火制动”,和“嫦娥”的“近月制动”一样吗?

杨宇光:

相同点:“都只有一次乐成的机遇”。航天器靠近类似月球和火星这样的天体,受引力影响,速率不停加速,若是不适时举行制动,航天器会脱节天体引力约束,无法完成“捕捉”。

不同点:

――首先,火星比月球更大,引力更大,因此,近火制动需要的气力更大,消耗的推进剂更多。

――其次,近火制动对航天器自主性要求更高。地月平均距离38万公里,通讯延迟约一秒,而当前地火距离近2亿公里,通讯延迟约10分钟。因此,“天问一号”的制动指令是提前上注、自主执行的。这在中国航天史上是第一次。

“天问一号”效果图((图源:航天科技团体八院)

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2.从“捕捉”到“落火”之间的几个月时间,“天问一号”做些什么?

杨宇光:首先要实行进一步的变轨。让“天问一号”从当前的低倾角大椭圆轨道,变为倾角靠近于90度的“极地轨道”,让“天问一号”围绕火星航行的每一圈都经由南北南北极,实现对火星各区域的探测笼罩。

其次要实行着陆准备,包罗对预设着陆点――乌托邦平原区域使用轨道器携带的相机举行探察,为着陆器和巡视器的组合体进入火星大气做准备。

在确定“落火”时机之后,“天问一号”需要先下降高度,在着陆器和巡视器的结合体脱离之后,轨道器将抬升高度,转入中继轨道,为巡视器与地球之间搭建信息中继传输通道。

“天问一号”效果图((图源:航天科技团体八院)

3.为什么业内用“恐怖七分钟”来形容“落火”历程?

杨宇光:在火星外面着陆,比在地球外面或在月球外面着陆更为庞大。火星大气压力只有地球的0.6%~0.7%。航天器在进入火星的历程中,一方面无法依赖大气降低到平安速率,同时又必须思量空气摩擦发生的热量打击。

“天问一号”接纳防热盾+降落伞+反推发动机三重方式实行“落火”。第一阶段依赖防热盾,在减速的同时防止与火星大气摩擦发生的热量损坏探测器,降低到一定的速率后睁开降落伞,进一步降速后适时甩掉防热盾和降落伞,开启反推发动机,三种手段必须异常完善、无缝衔接。在火星探测“绕、着、巡”三项目的义务中,最难的是“着”的历程。

“天问一号”着陆巡视器进入火星大气效果图(图源:航天科技团体五院)

4.“天问一号”搭载的我国首辆火星车正在举行全球征名,现在共有十个名字初选入围,分别是:弘毅、麒麟、哪吒、赤兔、祝融、求索、风火轮、追梦、天行和星火。您更青睐哪一个或几个?

杨宇光:近年来,我国的空间探测流动用了许多中国神话中的名字,好比探月工程用了“嫦娥”、暗物质粒子探测卫星用了“悟空”……体现了鲜明的中国文化特色。

在火星车的候选名字当中,我对照喜欢“祝融”和“哪吒”――火星有个“火”字,祝融是中国神话传说中的火神;哪咤则在传说中有风火轮和火尖枪两个法宝,也都和火有关。

我国首辆火星车示意图(图源:航天科技团体五院)

(综合自央视新闻、全球资讯+微信公号)

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