屈原在多年前写了一首诗《天问》,诗的前半部分充满了中国古人对日月星辰、阴阳变化等自然现象的好奇和探索精神。直到年7月的一天,屈原的天问终于穿越历史铭刻在火箭上了。我们中国人终于有能力去探索那颗神秘的萤惑,这是每个中国人都会感到振奋的事情。
年7月23号这一天:海南文昌航天发射场发射区迎来了长征5号遥4火箭。这架火箭今天执行的任务是送一辆火星车和一架轨道飞行器组成的“天问一号”火星探测器上天。这意味着中国人4年前立项的靠自己登陆火星的计划正式实施了。这次发射任务要一次性完成“绕”、“落”、“巡”三个技术难点。就是先绕火星轨道运行,然后降落在火星上,最后用火星车在火星上巡逻。说起来简单,这一系列技术现在连俄罗斯都还没有干成功呢!
如果把人类对火星的探测看成是一场考试,那么这张试卷上真是满满的大红叉,离及格线太遥远了,这一点也不夸张。
今年7、8月,是地球向火星发射探测器的最佳时期,也叫窗口期。火星距离地球最近也在万公里以上,地月距离是38万公里,两者相差多倍,也难怪天问1号,这一去路上就要大半年时间。其他国家也瞄准了这次窗口期,阿联酋的“希望号”在日本发射,接下来美国的“毅力号”也要同台竞技。
一般来说,探测任务升空后可分为三个步骤:
一、入轨:探测器进入地火转移轨道,在地面的支持下进行轨道修正,在近火点附近准备刹车被火星捕获进入环绕火星轨道,这一系列操作都必须一气呵成,稍有不慎探测器就会脱离控制,飞向更远的太空,入轨的难度就好比从巴黎挥杆击球,要正好落到东京的某个球洞里。
二、分离:环绕火星的探测器调整到停泊轨道后对着陆区进行预先探测,调整好着陆点、环绕器和着陆巡视器就可以分离了,分离之后,环绕器继续环绕火星进行科学探测,而,着陆器就可以进行第3步着陆。
三、着陆:分离之后的着陆巡视器将会进入火星大气层,通过气动外形降落伞、反推发动机等多级减速和着陆缓冲降落于火星表面,释放出火星车开始巡视和科学探测。这其中最大的难点在于“恐怖七分钟”也就是再入下降与着落过程中要在7分钟内将探测器的时速从2万公里降至到零。由于距离地球的控制中心距离太远以及数据传输延时太大,就要求着陆器必须具有很高的自主能力,同时火星光照强度小,加上火星大气对阳光的消减作用,火星车能源供给比月球车更为困难,这些因素都使得火星探测任务就更难更复杂了,所以火星表面几乎成了探测器的爆炸现场。
火星探测最成功的国家目前就是美国了,他的几次探测任务进行的都比较顺利,也为NASA顺利获得火星的第一手资料立下了汗马功劳。相比之下俄罗斯就有点惨了,仅有的一次探测器好不容易到达火星地面,但在14秒后就与苏联地面控制中心失联了,甚至连一张照片都没有来得及拍。还有欧洲的“小猎犬二号”着陆后由于太阳能板在打开时出现故障,遮挡了探测器的天线导致无法与地面控制中心建立联系,任务宣告失败。到目前为止,你能猜到首次火星任务就成功的国家是哪一个吗?答案是印度。年印度“曼加里号”火星探测器成功发射,不过这个探测器太迷你了,可惜没能完成什么有价值的任务,所以说印度这次的探测没什么意义。
从年到现在人类林林总总实施火星探测活动55次。任务成功或者是部分成功仅有28次,成功率只有50%。其实“天问一号”并不是我国第1颗火星探测器。年中国“萤火一号”火星探测器搭载在俄罗斯“福布斯土壤”探测器内部,由俄罗斯“天顶号”运载火箭在哈萨克斯坦拜科努尔发射场点火发射,但遗憾的是“福布斯土壤”探测器未能按计划变轨,没能进入火星轨道,在年坠毁在太平洋,任务失败。如果说“萤火一号”是合伙,那么“天宫一号”就算是单干了。它是我国首次独立自主开展的火星探测,并且一次发射要完成“环绕”、“着陆”、“巡视”三大任务,实现火星表面地貌、土壤特性、物质成分、大气电离层、磁场等探测,并且试图寻找火星上的生命迹象。如果这次任务能够顺利完成,这将是世界上首次探索火星就一举完成软着陆的壮举。