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中国火星探测计划

科普小知识2022-07-29 16:54:29
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气球出来后,一些人考虑把它带到北极。瑞典人安德烈最终将这个想法付诸实践。1895年,他正式向瑞典科学院申请用气球探索北极。因为这是人类历史上的第一次,它很快被批准和支持。

中国的火星探测计划是中国的第一个火星探测计划。中国航天局将与俄罗斯联邦航天局合作探索火星。萤火虫1号于2011年发射,将是该计划的第一个火星探测器。火星将成为中国第二颗进行深空探测的行星,一项环球航行计划已经提出。探测器最早的发射窗口定在2013年。

阶段任务

整个计划分为四个阶段:

第一阶段:(~ 2009)将为第一次任务做充分准备,包括设定探测目标、技术研发和寻求国际合作。

第二阶段:(自2009年以来)发射的卫星将探测火星环境,获得的数据将用于火星软着陆。

第三阶段:发射火星着陆器,携带火星车到火星的松软土地上。

第四阶段:建立火星表面观测站,开发在地球和火星之间穿梭的航天器,建立供机械探测器进入的火星基地。这个阶段的最终目标是为未来人类登陆火星提供一个基础,这样人类就可以在火星观测站观察火星。

计划的细节

探索卫星

计划将有两颗探测卫星,一颗来自中国,一颗来自俄罗斯。

中国的萤火虫1号原本预计在2009年发射俄罗斯的联盟号运载火箭。那一年的6月,宣布发射将推迟到2011年。

着陆器

目前没有计划。

飞机

目前没有计划。

中俄合作

“萤火虫1号”准备运往莫斯科。中国和俄罗斯的研究人员将联合测试它,然后将它运送到哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射中心进行发射。

从2007年6月中俄正式签署合作协议到2009年10月探测器正式启动,开发时间只有两年多。接到任务后,上海卫星工程研究所开始与时间赛跑。

“一般来说,卫星的设计至少需要三年时间,火星探测器至少需要五年时间。我们必须加班,把两年当作四年或五年。”陈昌亚还带领工作人员前往北京科学院航天中心,为“银河一号”的研制进行单机和系统测试。

“萤火虫1号”探测器于2009年6月交付,只用了23个月。“这是航天工业的奇迹,”陈昌亚自豪地说。

尽管俄罗斯为我们提供了很多帮助,但它也带来了局限性。“由于这是俄罗斯设计的轨道,这给我们的探测器研究增加了很多要求。我们必须面对“长期的火焰阴影”(长期的火星阴影)陈昌亚告诉记者,国际火星探测器一般不进入赤道轨道,但由于其与俄罗斯探测器的绑定,此类探测器必须利用赤道轨道找到一架飞机在霍伟1号着陆,将“英火1号”留在大椭圆赤道轨道,从而面临探索史上最长的8.8小时“长火球”。

2011年11月8日,“萤火虫1号”与俄罗斯的样品返回探测器一起发射,开始火星探索研究。11月9日,俄罗斯宣布福布斯土壤火星探测器未能改变轨道。因此,中国航天科技集团载人航天工程办公室主任童旭东表示,两年内不会有新的举措。

自主检测

中国将需要20年时间来独立探索火星。《国际先驱导报》记者金伟在北京说,“火星有水,火星有生命”。为了解决这些难题,人类进入太空时代以来,已经向火星发射了30多种探测器。2009年10月,中国还将加入火星探测队,向火星发射“萤火虫1号”。然而,要真正实现“绕、降、还”三步走的计划,还有很长的路要走。

北京大学地球与空间科学学院的焦伟新教授告诉《国际先驱论坛报》,“火星被称为太空工业中的宇宙飞船之墓”,在火星探索的初始阶段,三分之二的探测器以失败告终。

“萤火虫1号”项目获科技部批准时,焦伟新是评审专家之一。他说:“首先,为了解决运载火箭的问题,在第二宇宙中探测器的速度必须达到11.2公里/秒,以防止探测器冲向其他天体。”焦伟新指出,中国运载“嫦娥”号的火箭速度只有10.9公里/秒

然而,焦伟新指出,俄罗斯已经取得了100%的成功,单独进入轨道,这不应该是一个问题,他们帮助“萤火一号”进入火星轨道。

中俄联合火星探测副总设计师陈昌亚向本报指出了另一个问题。探测器的信号对地面指挥尤为重要。"一旦探测器的信号被捕获,就像听到一个新生婴儿着陆."然而,在广阔的太空中,信号非常微弱,“没有信号,就不可能判断探测器是否已经进入轨道,也不可能调整探测器的飞行。”焦伟新表示,这需要建立一个深空探测网络,但中国尚未建立像美国那样覆盖全球的深空探测网络。“仅仅依靠我国现有的探测网络和少量探测船是不够的。”

至于中国何时能够独立探索火星,焦伟新认为可能还需要20年。“我们不仅需要开发自己的运载火箭,还需要开发自己的深空探测网络,以提高探测器的跟踪和通信能力。这里有许多技术问题,需要一步一步来探索。”他认为大规模的国际合作是一条捷径。

来自火星的游客

人类对火星的探索

1962年11月,苏联发射了火星一号探测器,该探测器与距离地球1亿公里的地面失去了联系,此后就一直下落不明。这被认为是人类火星探索的开始。

1965年7月,“美国水手4号”靠近火星飞行,在离火星10000公里的地方拍摄了21张照片。

1972年,美国水手9号宇宙飞船沿着火星的外层空间轨道飞行,成为火星的第一颗人造卫星,围绕火星进行长期调查。

1974年,苏联“火星6号”和“火星7号”探测器在火星着陆,但结果没有公布。

1998年7月,日本发射了“希望”号火星探测器,但失败了。

2001年4月,美国发射了“奥德赛”火星探测器,发现火星表面可能有丰富的冷冻水。

2003年6月,欧洲航天局的第一个火星着陆器“小猎犬2号”及其火星快车探测器由俄罗斯火箭发射。小猎犬2号登陆火星后与地面失去了联系。

2003年6月,搭载勇气号的火星漫游者发射升空。次年1月,“勇气”号火星车成功着陆火星表面。

2008年,美国凤凰号探测器成功着陆火星并失去联系。

2011年11月,俄罗斯的“福布斯-土壤”火星探测器及其“萤火虫1号”火星探测器发射失败。

2011年11月26日23: 02,美国“好奇号”火星探测器成功发射并成功进入火星轨道。

2012年8月6日,美国“好奇号”火星探测器成功着陆火星表面,并启动了为期两年的火星探测任务。火星任务的失败率极高,总共有五个环绕火星的虚线圆圈。最里面的圆圈是一个可移动探测机器人的任务,分别只有三个

寄居者(探路者),精神和机会。后两个在2003年发射,在2009年之前仍然活跃在火星上,这真是一个伟大的成就。第二个外圈是一次成功的火星着陆任务,总共只有六次任务,包括索杰纳的基地(所以这次任务有两点)。苏联占两个,美国占四个。美国的前两项任务是海盗1号和海盗2号,这是一组旨在火星上寻找生命的探索船。不幸的是,因为科学家对收集的数据有争议,最终的结论是“没有结论”。从那以后,地球上的人们已经对火星失去兴趣很长时间了。重新启动的火星探索计划旨在从基础上逐步确认火星是否有可能支持陆地生物的存在。这一部分从凤凰号探测火星表面是否有水开始,随后是火星科学实验室,该实验室能够进行进一步和完整的分析,预计将于2011年底发射。

另一轮是载人卫星到达火星轨道,共有11颗卫星。最近的三颗卫星——美国的火星奥德赛号和火星侦察轨道器以及欧洲的火星快车号仍然在火星上运行,提供对火星地理和气候长期变化的跟踪,以及地面探测车的数据中继工作——有了这些卫星,地面探测车不需要使用高功率天线向地球发回信号,而只需要向天空中的卫星发送信号,从而节省了电力并执行更重要的任务。下一轮是穿过火星但没有进入轨道的探测器。在早期,由于技术的不发达,火星环境的任务是成功的。在现代,他在去往其他太阳系恒星的途中经过了火星。除了问候轨道上的卫星,他还借此机会检查设备是否工作正常。

最外面的圆圈是失败的任务。与21次成功的任务(其中两次刚刚通过)相比,有22次失败的任务(2003年的小猎犬号被认为是成功的,但是只有火星快车成功了,小猎犬号的登陆舰失败了)。失败率超过一半。幸运的是,自2001年以来的大部分任务都非常成功,至少有一半是成功的,这恢复了人们对火星探索的信心。

在未来的任务中,最值得一提的是火卫一-咕噜/火狐1,这是一家中俄合资企业,预计将于2011年推出。其中,“萤火虫1号”是进入火星轨道的卫星,而“火卫一-咕噜”在大部分旅程中与“萤火虫1号”一起运行,但在到达后,它将会分离。单独去火星的卫星火卫一将收集土壤样本,然后将样本带回地球。如果任务进展顺利,这将是第一次从月球轨道外带回土壤样本的成功任务。更为遥远的是2013年的MAVEN,它正准备从火星侦察轨道器接管作为表面探测机器人的数据中继,以及欧洲联盟的EXOMARS,一个类似于火星科学实验室的大型表面探测机器人。只是EXOMARS任务要等到2016年,这有点遥远!

当然,到目前为止所有的任务都是无人操作的。自1960年以来已经过去了将近50年。人类什么时候能在红色星球上行走?