西安新闻网讯 火星,在很多科幻电影里,一直是一种神奇的存在,那里有长相怪异的外星人,有神秘的科研基地,甚至还有蕴含着某种特异能量的发光宝石。这些,无不表达着人类在现实生活中渴望了解火星、走近火星的强烈求知欲。从上世纪60年代开始,人类就开启了火星探测的征程,1960年人类首次尝试发射火星探测器至今,已经发射了44次火星任务,其中18次成功,5次部分成功,成功率大约在50%。火星探测究竟有多难呢?难点究竟在哪里?记者采访了航天科技集团六院液氧煤油发动机领域(系列)总师刘站国。 dedecms.com
距离太远且不固定 织梦好,好织梦
相当于约830万个全马赛程 探火每两年有一次窗口期
“众所周知,太阳系有八大行星,按照离太阳的距离从近到远,它们依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。虽然火星在以上排序中紧挨着地球,但事实上,火星距离地球的距离,却很远很远。”刘站国讲到,火星距离地球的距离并不是固定的数据,他们都围绕太阳公转,而由于两者公转周期的不同,其直线距离会一直变化。据有关数据显示,火星和地球最近的时候,,相距5600万公里,而最远的时候则超过4亿公里。地火距离越远,不仅对搭载探测器的火箭速度、探测器入轨技术、信息传输能力等有很高的要求,也会耗费难以预计的人力物力。这为人类探测火星的征程,布设下了重重关卡。 本文来自织梦
既然如上所述,地火距离一直变化,那么,选择在什么时间探火,就很有讲究了。刘站国表示,探火每两年有一次窗口期,所以每隔两年,全球都会迎来一次火星探测的小高潮。每26个月火星距离地球最近的机会,就是发射火星探测器的最佳时间窗口。据科学家精确计算,2020年里,有一个月左右的时间是探火的最佳窗口期。这一时期内,探测器将沿着“地火主干道”地火霍曼转移轨道到达火星,最节省燃料,并缩短抵达的时间。
飞往火星并非像奔月那么“简单”,月球离地球才38万公里,而奔向火星,就真的是难于登天了。“天问一号”探测器的航行时间为7个多月,飞行距离约为4亿公里。这个距离,约是地月距离的1万余倍,就相当于约830万个全马赛程。 本文来自织梦
速度要求太快
搭载探测器的火箭必须达到第二宇宙速度
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这么远的距离要如何到达?刘站国解释到,首先,搭载探测器的火箭必须达到第二宇宙速度11.2 Km/s,才能让探测器脱离地球引力,且不奔向其他天体。长征五号运载火箭的出现,就满足了这个条件。
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当然,长征五号运载火箭的研制并不是一蹴而就的,承担着火箭动力研制的航天科技集团六院历经了二十多年的时间,几代航天人克服了很多困难与挫折,才研制成功新一代绿色无污染的液氧煤油发动机和氢氧发动机。在这过程中,六院为长征五号研制的空间推进系统也不断升级完善,变推力发动机更是经历了嫦娥落月、月背软着陆等多次任务考验,无论是产品质量还是可靠性,都变得日臻成熟。
远距离带来信号传输延迟 织梦内容管理系统
制定20多种故障预案 让探测器推进分系统能够自主管理
这么远的距离,怎么能保证地面与探测器的信号传输呢?刘站国表示,信号强度与距离的平方成反比,距离越远信号越弱。所以在启动探火征程之前,中国率先开展了探月工程,通过这个任务建立更加完善的深空探测能力。针对超远距离的测控,中国已经建成深空测控站,并在嫦娥二号拓展任务中实现了超过1亿公里的测控。
织梦好,好织梦
在本次探火任务中,地火距离带来的信号延迟高达20分钟,也就是说,地火对话,一个来回,将花费40分钟的时间。探测器进入火星轨道和着陆的那段关键时间,只能依靠研究人员提前输入的数据,由探测器进行自主判断。
在这段时间里,可能会发生很多意想不到的情况,推进分系统该如何提前防范这些问题呢?航天科技集团六院的推进分系统研制团队,为探测器推进分系统制定了多种故障预案和自主管理方案,让探测器自己判断突发情况自己采取行动化解。
西安报业全媒体记者 关颖
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