钢哥的科学驿站|“天问一号”的火星之路,降落时的恐怖7分钟(3)

2023-12-21 来源:飞速影视
此外,由于地火相距遥远,所以从地球上发射一个信号给火星探测器,最长可能有23分钟的时延,因此在飞行的过程中,探测器要自主解决很多关键问题,对于探测器本身的技术要求很高。
而如果探测器要着陆火星表面,则要经历“恐怖7分钟”。
朱林崎说,在这七分钟的时间里,探测器要从2万公里的时速降到零,减速的过程要进行1000多个精准动作,通过地球上的信号控制,由于时延的关系,根本不可能实现,因此,就要靠探测器本身来完成。以“洞察号”火星探测器为例:
首先,探测器要利用火星大气层来进行减速,而且探测器切入大气角度必须是12度,角度过大,会撞向更为厚重的大气层,因为摩擦温度太高而烧毁,角度太小,会被大气层反弹回太空。
第二步,要在距离火星表面16公里的高度打开降落伞进行降速,这一打开降落伞的高度也必须保证无比精准,打开太早,降落伞会被气流撕裂,打开太晚,就来不及减速而撞向火星表面坠毁。
第三步,探测器要依靠反推发动机产生向上的推力,减少探测器快速下降的速度,在22秒钟之内保证把速度降到8公里每小时。但是,在探测器触及火星地表的一瞬间,发动机必须马上熄火,否则探测器就会翻倒。
整个过程可谓是惊心动魄,任何一个环节稍有差错,探测任务只能宣告失败。欧洲曾经发射了一枚探测器,仅仅因为一秒钟的误差而坠毁。
“天问一号”:首部一箭三连的探测器
对于人类探测火星的历史,最早可以追溯到四百多年前的伽利略。这位科学先驱用自制的望远镜对火星进行了观测。上世纪60年代,苏联有史以来第一次发射了火星探测器,虽然结果是以失败告终,但是就此开启了人类利用火星探测器去探索火星的历史。
1964年11月28日,美国发射了“水手4号”火星探测器。“水手4号”拍摄了第一张火星表面的照片,让人类第一次看到了火星上充满陨石坑的画面。60年来,总共有7个国家和地区进行了火星探测。
朱林崎说,目前人类使用的火星探测器有三种,一种是围绕着火星转圈的环绕器,主要的任务是实施在轨探测和信号传输;一种是着陆器,要抵达火星表面进行原地探测,还有一种是能够在火星表面运动的火星车。而“天问一号”是一部能够同时实现这三种功能的探测器,如果成功抵达火星,将会是人类历史上首个一次完成火星环绕、着陆和巡视三项任务的探测器,实现深空探测任务跨越式发展。
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