中国首次火星探测任务天问一号探测器飞

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央广网北京9月12日消息据中央广播电视总台中国之声《新闻晚高峰》报道,据中国国家航天局探月与航天工程中心发布的消息,截至9月11日上午9点,中国首次火星探测任务“天问一号”探测器飞行路程达1.37亿千米,距离地球约万千米。目前,探测器姿态稳定、能源平衡,相关工作按计划稳步推进。

那么进程怎么样?按时间来算,“天问一号”探测器飞到火星需要多天,那么,从7月23日,探测器发射升空算起,已经飞行了50天左右,完成了总时长的大约四分之一。从距离上算,按照专家的估算,到达火星时,“天问一号”实际飞行路程大约4.7亿公里,也就是说现在已经大概到了三分之一的路程位置。

中国科学院国家天文台研究员郑永春表示,这段时间,探测器处于无动力飞行状态。郑永春说:“虽然我们知道这个距离好像非常远,都是以亿来计算的,但实际上火星在往前走,航天器也在往前走,地球也在往前走,它们都在往前走的时候,相互之间的距离在逐渐拉大,它跟地球之间的距离越来越远,它跟火星之间的距离越来越近,所以到现在为止,航天器离地球的距离是万千米。目前各种姿态的情况都是非常正常,所以它正在升空中无动力飞行。所谓无动力飞行就是不需要消耗燃料,不需要点火推动。我们知道太空里面是真空,真空就没有东西来阻挡你,你原来是什么速度,它就会一直维持这个速度往前飞。”

在这么长时间里,探测器大部分时间是在孤独地飞行中。但期间要面临几次“小考”,包括3-4次中途的轨道修正和1次深空机动修正。我们都知道,地球到火星的距离非常遥远,就相当于从北京打一个高尔夫球,要达到地球另一边的球洞里,并不能一开始就瞄准,而是中途要逐步瞄准。

此前,在8月2日,“天问一号”火星探测器进行了首次轨道修正。据中国航天科技集团的消息,9月可能进行第二次轨道修正,确保探测器在预定轨道准确飞行。

那么,轨道修正对探测器的考验在哪里呢?郑永春说,考验主要在于随着探测器的距离越来越远,通信时延也越来越长,传到地球的信号也越来越弱。换句话说,飞得越远就越要靠自己了。郑永春说:“现在才走了1.37亿千米,最后总共的飞行里程要达到4.7亿千米,而且随着它离地球的距离越来越远,它传给我们的信号也将越来越弱。就像我们在地球上放风筝,“天问一号”就是我们放的风筝,它离得越远,风筝线对它的牵引力就越弱,我们能够测量和控制它的能力就会越弱。所以这个实际上是考验中国深空测控的能力,当然这方面我们已经有非常好的基础,相关的硬件设施也都已经完成了。那么,它在飞往火星的过程中还要进行三四次的中途轨道修正,使它更好地、更精确地瞄准火星的方向飞行,这是它的一个挑战。”

相比较于轨道修正的细微调整,后续还有择机实施的深空机动修正,然后是火星探测任务中技术风险最高的环节之一:火星捕获。

探测器通过“踩刹车”这个“大考”后,还要在绕火星飞行调整轨道,大约经过3-4次轨道调整,探测器将进入周期约两个火星日的停泊轨道。它会在停泊轨道运行约75天,开展12次预着陆区成像探测,并将成像数据回传至地面,完成着陆巡视器预选落区的预探测。完成了预探测后,探测器开始正式着陆,在7分钟内将速度从时速2万公里降至0。

目前,除了我国的火星探测器,阿联酋的“希望号”和美国的“毅力号”也正在奔向火星。8月17日,阿联酋“希望号”探测器完成首次轨道修正,6台推进器工作21秒,后续还将进行数次轨道修正。8月24日,阿联酋公布了两张“希望号”探测器拍摄并送回地球的照片,照片里显示有木星、土星和火星。

美国“毅力号”目前距离地球约万千米,距离火星约万千米。此前已完成首次轨道修正、直升机电池首次充电等工作。很多人可能会问:三个探测器谁跑得快?谁会先到火星呢?郑永春表示,这还是个未知数。他说:“不管是中国、美国,还是阿联酋,我们都是从地球到火星,但是实际上采用不同的轨道,不在一条路上,所以也就无所谓谁先谁后了。大家都在往目的地的方向飞去,而且大概都会在年的2月份抵达火星。到目前为止,美国的“毅力号”火星车离地球的距离是万公里,我们是万公里,所以会比它飞得更快一点。因为中间的过程都还会有调整,不是现在就能够预测好的,这个时间是变动的。”

专家表示,阿联酋的“希望号”探测器只环绕火星飞行,不着陆。而美国的“毅力号”与我国探测器也会降落在火星上不同的位置。所以,无论谁先到谁后到,它们都共同为行星科学的发展作贡献。




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