【航空航天】“天问一号”即将飞向火星
  来源:科学媒介中心
2020-07-24 12:13:15

(本文由黑龙江省科协与黑龙江日报客户端联合发布)

“好奇号”火星探测器的自拍,为视觉效果已抹去机械臂(图源:NASA)


  • 满博成    供稿

7月17日,长征五号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区总装测试工作后,从技术区垂直转运到发射区,计划于7月下旬到8月上旬择机实施首次火星探测任务。

长征五号遥四运载火箭(图源:科技日报)

中国第一颗火星探测器一号”已进入发射倒计时,关于火星的探测,你都了解多少呢?


为什么要登陆火星?

论是国的“重返月球”计划,还是中国的“天宫一号”“北斗”“嫦娥”先后升空,无不揭示着人类对太空的探索和研究越来越深入。
凭借现有的技术,冲破太阳系难度很大,与地球轨道接近的火星就成了人类走出太阳系的前哨站和理想的星际殖民区。作为距离地球最近的两颗星球之一,火星的体积与地球相差不大,存在生命的可能性很大。

(图源:www.eurekalert.org)

同时,火星的科研价值非常高。行星地质学家根据研究资料推测,火星的地质条件和气候与地球相似,同样拥有江河湖海。火星上具有水和有机物存在的证据,欧洲航天局的“火星快车”任务,在火星发现了地下湖的痕迹。

2019年3月“好奇号”探测器拍摄的火星鹅卵石(图源:中国国家航天局)

此外,由于火星没有全球性的磁场,太阳风可以不受磁场和稀薄大气的干扰直达火星表面,将火星高层大气中的带电离子驱赶走。对火星的探测,有助于研究行星磁场的演变以及地球的命运。

火星地表复原示意图(图源:中国国家航天局)



火星的最佳探测期

地球公转的周期是365天,火星绕太阳公转的轨道较长,公转周期也较长。地球与火星的距离在不断发生变化,最远时相隔在太阳两端,最近时约为5500万公里
地球和火星在公转轨道上不断汇合、分离,汇合一次的周期大约780天(26个月),也就是说火星的探测窗口每26个月才有一次

地球和火星的轨道周期、会合周期示意图(图源:中国国家航天局)

人类探索火星最大的障碍是5500万公里的遥远距离,想要顺利完成任务,就必须把握好探测窗口。需要说明的是,探测窗口不是指地球和火星距离最近的时候,而是指发射探测器的最好时机。


火星探测器“天问一号”

本次的火星探测窗口,火星距离约为6200万公里,是月距的160倍,是一个非常的发射时机
即将发射的火星探测器“天问一号”会在地球和火星最近距离到来之前完成发射,它将借助太阳和地球的引力,以椭圆形的飞行轨道(霍曼转移轨道)迂回向火星前进。

火星探测霍曼转移轨迹示意图(图源:中国国家航天局)

到达火星后,探测器将分成着巡组合体和环绕器两部分。着巡组合体将在火星表面软着陆并释放火星车,开展火星表面的探测工作环绕器作为火星任务的信号中转站,绕火星公转,在合适的时机开展环绕探测。

火星探测器软着陆示意图(图源:中国航天局)

“天问”系列是中国行星探测的第一步,这个充满着传统浪漫色彩的名字,蕴含着我们探索宇宙的决心。“天问即将问天,预祝“天问一号”任务圆满完成!