6月12日,国家航天局举办新闻发布会,介绍我国首次火星探测任务情况。
我国计划年、年前后分别实施小行星探测和火星取样返回
中国国家航天局新闻发言人许洪亮在会上表示,中国将在年前后实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测任务;年前后实施火星取样返回任务;后续还将实施木星系环绕探测和行星际穿越探测任务。
许洪亮表示,国家航天局目前正在制定航天发展“十四五”规划,并按照国家建设航天强国决策部署,加快推动空间科学、空间技术、空间应用的全面协调发展,未来一段时期,重点提升航天科技创新动力、经济社会发展的支撑能力,同时积极开展更加广泛的国际交流合作;将继续实施国家重大科技工程,提升航天综合实力;将重点推进行星探测、月球探测、载人航天、重型运载火箭、可重复使用天地往返运输系统、国家卫星互联网等重大工程。
在月球探测方面,“十四五”时期,中国将发射嫦娥六号、嫦娥七号探测器,实施月球极区环境与资源勘查、月球极区采样返回等任务;后续还将发射嫦娥八号。在载人航天方面,年底中国将建成长期有人照料的载人空间站,开展航天员长期驻留、空间科学试验、空间站平台维修维护等工作。
许洪亮表示,中国将扩大航天合作交流,增进人类共同福祉。在工程合作方面,将持续推进国际月球科研站深化论证和技术攻关,按计划推进中意电磁监测卫星02星、中法天文卫星、中巴地球资源后续星等卫星工程联合研制,促进卫星数据共享与应用。在服务全球方面,将继续推动“一带一路”空间信息走廊、金砖国家遥感卫星星座建设,提供高质量的空间服务,共同应对全球气候变化,也包括应对近地小行星撞击风险等共同挑战。
在促进交流方面,许洪亮称,中国将充分发挥航天领域多双边机制作用,重点支持海南国际航天城的建设,鼓励科研机构、航天企业、高等院校积极开展科学研究、学术交流、展览展示、人才培养等不同层面的国际交流与合作。
我国探火将认识火星古环境特征和演化,研究古火星宜居环境
6月11日,国家航天局公布天问一号探测器着陆火星首批科学影像图,这标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。我国开展火星探测的科学预期是什么?
6月12日,在国家航天局举办的新闻发布会上,我国首次火星探测任务地面应用系统总设计师刘建军介绍,火星车上配备的6种科学仪器均已开机测试获取探测数据,“我们将围绕水/冰活动、火山活动等关键科学问题,深入认识火星古环境特征和演化,研究古火星的宜居环境。”
为开展科学探测,火星车上配备了六种仪器,包括火星车雷达、磁场探测仪、成分探测仪、气象测量仪、多光谱相机和地形相机。
其中,表面磁场探测仪将是国际上首次在火星表面进行移动的磁场测量,获得精细尺度的火星磁场信息。
同时,国际上先进的火星车雷达和表面成分探测仪,通过双频段全极化雷达获取火星浅层结构,探测可能的地下水/冰分布;通过激光诱导光谱方式,获取火星表面岩石的化学元素组成。
此外,多光谱相机、地形相机和气象测量仪,将感知火星表面环境,测量火星表面温度、气压、风速、风向和声音。
刘建军表示,目前,6种科学仪器均已开机测试获取探测数据,正在开展科学探测。“我们将围绕水/冰活动、火山活动等关键科学问题,深入认识火星古环境特征和演化,研究古火星的宜居环境。”
我国在环绕器上配置7种科学仪器,比如双极化雷达、亚米分辨率的高分相机、多个谱段的光谱分析仪、中分辨率相机,刘建军表示,这些都和目前国际上火星探测的最高能力处于同等水平。
另外还有磁强计、离子与中性粒子分析仪和能量分析仪,这主要是结合在一起对磁场与粒子空间环境进行探测,为火星空间环境和大气逃逸机制研究获取第一手的资料。
进入火星大气到最终着陆历时9分钟,天问一号面临哪些挑战?
天问一号此次着陆火星面临哪些挑战?有何相应的技术创新?
我国首次火星探测任务探测器系统总设计师孙泽洲表示,着陆下降过程是此次任务风险最高的环节,从进入火星大气到最终着陆到火星表面,历时虽然只有9分钟,但过程非常复杂。
“这个环节中我们要面对不熟悉而且多变的火星大气环境,还要自主完成十几项的关键动作,而且这些动作环节也是环环相扣的。”从进入火星大气到最终着陆到火星表面,要经过四个阶段。要把相对于火星4.8公里/秒的速度减到为0。这期间两段最为关键,由于在火星减速进入过程中是利用大气减速,这两段承担了减速98%的需求,98%的减速都是利用火星大气来减速的。
但是火星大气又跟地球不同,密度不同、成分不同,而且还有一些风速的多变性。“所以说这就决定了我们这次着陆任务过程,对于火星的着陆,与地球的进入和着陆,以及月球的着陆的差异性,是面临最主要的挑战。”
对于这样的新环境,我国在技术上做了哪些准备和技术创新?孙泽洲介绍了针对于气动减速段两项有代表性的技术创新和进步。
第一是针对气动的影响,首先通过全新的气动力、热的实验方法研究,确定了针对于火星大气条件下进行气动力、热的算法和实验手段。
“为此我们还改造了一些风洞,进行二氧化碳成分影响等等实验工作。也是通过这样一个工作、算法和试验确定,最终建立起完备的整个过程中气动力、热数据库,这是一个基础。”孙泽洲表示,由这个基础设计了全新气动外型,与地球进入不同,与国外气动着陆外型也不同。
同时,针对火星大气进入,我国采用了弹道升力方案,提高对火星大气不确定性的适应能力,降低不可干预环境带来的风险。
“这样一个方案虽然可以很好适应火星大气环境不确定性,但是也面临很多难题。”孙泽洲表示,其中一个就是进入过程中,气动减速段需要一定的配平攻角,“在开伞前我们又把这个攻角调回来,利于我们开伞尾流对称性,使开伞的风险更小。”
我国在国际上首次采用配平翼的打开,利用火星大气阻力进行攻角调整。这一方案相比以往火星表面进入的方案,系统重量只有国外的10%。“这就是气动力、热方式以及我们技术方式上的创新。”
第二是降落伞。孙泽洲表示,地球返回中也有降落伞,火星大气稀薄,采用这个外型操作有不稳定性,虽然都是伞,但是开伞方式不同,针对这样一个超音速、低动压、低密度情况下,我国设计了新的伞型,开展了仿真分析方法的完善以及地面实验方案的构建。
针对地面模拟困难,国内首次利用火箭弹,在距离地面30公里左右高空开展全过程模拟。“这也是第一次使用,也遇到很多困难,但最终我们在地面做了完整的开伞验证,也为这次任务顺利进行或者成功着陆奠定了很好的技术基础。”
此外,火星表面巡视跟月球还有不同,火星表面呈现低光照,太阳光能量相对比较小。火星表面容易出现沉陷。
“针对这两点,我们在技术上怎么解决?”孙泽洲表示,首先是首次在国际上、在火星上采用太阳能集热器技术,使得对太阳能利用率达到80%,极大提高对太阳能利用效率,也为火星车在火星表面提供了很好的温度保障。
针对沉陷这样的火星特殊地貌下如何可靠行使,我国采用主动悬架系统,这个系统虽然实现起来复杂,但是针对于可能的沉陷或者车轮故障、爬坡能力,可以得到进一步提高。
“我们可以主动改变我们移动的形态,实现车体抬升、车轮抬升甚至蠕动等等形态,一旦沉陷可以实现多种移动方式实现脱困。”
孙泽洲说,这也是国际上首次在地外天体采用主动悬架移动系统,作用是更好适应我们在火星上稳健移动、可靠移动的目标。此外,我国在星际通信、自主导航、自主管理等方面的方法方案和技术上也都有创新。
国家航天局:近期正与NASA、欧空局开展火星探测器轨道数据交换合作
中国国家航天局新闻发言人许洪亮在会上表示,为了保证火星探测器在轨卫星安全,近期中国正在与美国国家航天局(NASA)、欧空局开展火星探测器轨道数据交换合作。
许洪亮介绍,在天问一号火星探测任务中,中国国家航天局和欧空局、法国国家空间中心、阿根廷空间活动委员会、奥地利研究促进局等4家航天机构通过载荷搭载、测控支持等方式开展了广泛合作,同时中国还正与法国、奥地利、俄罗斯等有关机构,就天问一号火星探测数据的应用合作保持沟通。
“同时为了保证火星探测器在轨卫星安全,近期我们正在与美国国家航天局、欧空局开展了火星探测器轨道数据交换合作。”许洪亮表示,在月球与深空探测领域开展国际合作是国际通行惯例,因此中国在谋划下一步发展过程中,不论是探月工程四期还是小行星探测,包括国际月球科研站,中国都坚持开放的态度,按照共商共建共享原则跟国际同行正在开展广泛合作。
国家航天局:天问一号任务实现了中国航天史的“6个首次”
在天问一号一步实现“绕、着、巡”的目标圆满实现,我国首次火星探测任务取得圆满成功之际,国家航天局6月12日在京举行新闻发布会。国家航天局新闻发言人许洪亮表示,天问一号任务成功是我国航天事业自主创新、跨越发展的标志性成就。
许洪亮说,在我国航天发展史上,天问一号任务实现了6个首次,一是首次实现地火转移轨道探测器发射;二是首次实现行星际飞行;三是首次实现地外行星软着陆;四是首次实现地外行星表面巡视探测;五是首次实现4亿公里距离的测控通信;六是首次获取第一手的火星科学数据。
“在世界航天史上,天问一号不仅在火星上首次留下中国人的印迹,而且首次成功实现了通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标,充分展现了中国航天人的智慧,标志着我国在行星探测领域跨入世界先进行列。”许洪亮说。
许洪亮表示,天问一号任务成功是全体参研参试人员八年来团结拼搏、不懈努力的重要成果。我国首次火星探测任务起点高、难度大、挑战多,从论证阶段开始,就面临环境新、距离远、时延大、环节多等诸多难题。
我国首次火星探测任务探测器系统总设计师孙泽洲介绍,火星的着陆下降过程是我们此次任务风险最高的环节,这个环节中我们要面对不熟悉而且多变的火星大气环境,还要自主完成十几项关键动作,而且这些动作环节环环相扣。
“一次实现‘绕、着、巡’,可喜可贺。但是我们毕竟是第一次去,与世界先进水平相比、与成功了多次的国家相比,我们怎么可能没有差距呢?所以越是在成功的时候,我们越要正视自己的水平。”发布会上,我国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥向记者表示:“我们还要不断地去续写我们行星探测的新高度,我们要确保每次的成功。我们时刻在跟自己比,每次都有进步,保持定力,积小成为大成。”
来源:新华社、中国新闻网、澎湃新闻等