天问一号的火星之旅长征五号,终于等到你

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想要一次把绕落巡三个大家伙运上火星,首先必须解决的难题就是运输工具——火箭。要知道,相比于去往38万公里外的月球,火星可遥远得多得多。火星和地球都是环绕太阳的行星,这意味着,两者的距离会不断变化:地球和火星位于太阳两侧时最远距离大约4亿公里,而位于太阳同侧最近时也有万公里远。来源:NASA[1]也就是说,即使是火星最近的时候,也有月球的倍远,从这个角度来说,月球可以说是“近在咫尺”。不过,直线距离的对比,并不能帮助我们直观理解火箭的发射难度,因为不管是去月球还是去火星,探测器都不,是,直,线,飞,过,去,的,而是通过火箭的运力把探测器送入一个大椭圆轨道,让探测器飞着飞着自然而然和火星“相遇”——这就是传说中的“霍曼转移轨道”。从地球到火星的霍曼转移轨道,这样的发射窗口每26个月一次。凡是跟你们说火星发射窗口是地球和火星距离最近的时候的,有一个算一个都是错的。改编自:NASA之所以选择这样的方式飞往火星,完全是因为对我们可怜弱小又无助的地球人来说,相比于珍贵的火箭燃料,时间可以说是极其廉价——为了尽可能节省燃料,在路上花上个一年半载根本不是事儿。尽管路程不等于直线距离,但去往更遥远的火星,依然需要我们有更强大的火箭。以前年发射嫦娥四号的长征三号乙火箭为例,这枚火箭的地月转移轨道运力近4吨,把总质量公斤的嫦娥四号着陆器+玉兔二号月球车直接送入地月转移轨道已经是极限。而如果让这枚火箭发射火星探测器,换算成地火转移轨道运力就只剩2吨多了——去往火星之于去往月球,运输能力打了七折。更要命的是,相比于只有着陆器和巡视器的嫦娥四号任务,需要一次性完成绕落巡使命的天问一号三件套总重约5吨,比嫦娥四号两件套还重了1吨[2]。也就是说,不管是天问一号去往火星,还是比嫦娥四号更重的嫦娥五号任务去往月球,我们都必须等待运输能力更强大的火箭研制完成,那就是——长征五号。高57米,宽5米的长征五号火箭。不不,不是前几天发的长五B,那个是打近地哒!来源:维基江湖人称“胖五”的长征五号火箭,经历过真正的至暗时刻。年11月3日,长征五号遥一火箭虽然二级出了些状况,但还算顺利完成任务,将实践十七号卫星送入地球静止轨道。年7月2日,长征五号遥二火箭发射失败,带着实践十八号卫星一同葬身太平洋,也直接导致原计划年11月发射的嫦娥五号月球采样返回任务延期。之后,就是在黑暗中漫长的摸索,寻找故障原因,不断测试和验证。个日日夜夜,这黑暗如此漫长。直到年12月27日,长征五号遥三火箭成功将实践二十号卫星送入预定轨道。历经坎坷,王者归来。长征五号遥三发射升空。这份沉甸甸的成功背后,是无数航天工作者们两年多的呕心沥血,是无数中华儿女的坚韧和拼搏。图源:我们的太空/史悦、吕炳宏年1月19日,长征五号遥四火箭的氢氧发动机完成了总装出厂前的最后一项验证:秒校准试车——标志着这台发动机性能达到预定要求,即将转入火箭总装阶段。长征五号遥四,就是负责发射天问一号的火箭。来源:中国航天科技集团至此,天问一号才得终于到出发的保障,确定可以赶上年7月这次火星发射窗口。目前公开的中国火星探测器实拍照片。来源:中国航天科技集团参考[1]NASA

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