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火星,我们到了

5月15日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功“落火”

  5月15日,历史定会记住这一天。我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,成功“落火”,在火星上首次留下中国人的印迹,迈出了我国星际探测征程的重要一步。
  在太空中长途跋涉295天,“天问一号”探测器着陆火星后还有哪些使命和看点?

踏上火星 感觉良好

  2020年7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在文昌航天发射场搭载长征五号遥四运载火箭成功发射。
  2021年2月24日,“天问一号”探测器成功实施第三次近火制动,进入周期2个火星日的火星停泊轨道后,对火星开展全球遥感
探测,并对预选着陆区进行详查,探测分析地形地貌、沙尘天气等,为着陆火星做准备。
  经过几个月的养精蓄锐后,“天问一 号 ”准 备“ 着陆”。火星的北半球多平原,南半球多山地,此次火星软着陆的地点就选择在火星北半球乌托邦平原的南部。
  整个降落过程大致分为“进入-减速-软着陆”三步。航天科技集团五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯介绍,“天问一号”在进入火星大气层以后首先借助火星大气,进行气动减速,这个过程它克服了高温和姿态偏差,气动减速完成后“天问一号”的下降速度也减掉了90%左右。
  紧接着“天问一号”打开降落伞降速,当速度降至100米每秒时,“天问一号”通过反推发动机进行减速,由大气减速阶段进入动力减速阶段。
  在距离火星表面100米时“天问一号”进入悬停阶段,完成精避障和缓速下降后,着陆巡视器在缓冲机构的保护下,抵达火星着陆点。

着陆火星 使命不凡

  成功着陆后,“绕、着、巡”的串联任务终于进行到最后一步。首先,着陆器将着陆信息通过环绕器转发地面,先后完成坡道及太阳翼天线展开,火星车在第一时间将成功展开的消息传回地面。一切就绪后,“祝融号”火星车将自主驶离着陆器,抵达火星表面,开启新的征程。
  除了常规的通讯、能量来源(太阳能帆板)、支撑结构、动力系统等部分外,“天问一号”整体上携带了13种科学载荷,其中7个在火星上空的环绕器上,分别是中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪。6台分布在火星车上,分别是多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、地形相机。
  它们共有五大使命,主要涉及火星空间环境、地表形貌特征、土壤表层结构等研究,将给我国带来探测火星的一手资料。其中,与气象有关的研究项目将收集有关温度、气压、风速和风向的大气数据,并研究火星的磁场和重力场,这些也将解答大家的疑惑——火星究竟是什么样的气候。
  后续,除了火星车要在火星表面进行巡视探测外,“天问一号”环绕器也将继续工作。天问一号探测器副总指挥张玉花告诉记者,环绕器将在完成着陆过程的中继通信任务后,在周期为两个火星日的停泊轨道上运行一圈,之后在近火点实施变轨机动,将轨道变为周期为三分之一个火星日的中继轨道,这样一个火星日内,环绕器可为火星车提供一次近火点中继通信和一次远火点中继通信,为后续的巡视探测任务提供信息传输服务。

火神“祝融”荒野求生

  火星的环境是出了名的恶劣,要想完成使命,火星车首先得存活下来。这就需要“祝融号”足够强大。
  中国曾数次造访月球,积累了宝贵的经验。但月球与火星最大的不同,便在于月表近乎真空,而火星有大气层,这大大增加了探测火星的难度。
  如果只是看图片,火星的地貌似乎与地球上的沙漠戈壁无异。事实上,火星上的风速可达每秒180米,这几乎是地球上特大台风风速的三倍还多。狂风会掀起大量的沙尘、石块,形成特大沙暴,让“祝融号”的眼睛蒙尘、翅膀不再灵活。
  面对这样的情况,设计师们使用了一种新材料,这种材料不易沾上灰尘,即使沾上,也可以通过振动将其抖落。火星表面还密布着石块等障碍物,这就使得火星车的行驶需要更加“小心翼翼”,以免被障碍物卡住造成操作的迟滞。
  那么如何让火星车的每一步都走得更加稳妥呢?在北京的实验室中,有一台一模一样的火星车。当在火星上遇到复杂的路况时,地球上的火星车将对火星路况进行模拟行驶,确认无误后才会发出指令。
  按照计划,90个火星日后,火星车将结束巡视探测工作,环绕器也将进行轨道调整,从而开展环绕科学探测。

据新华社