聽包為民院士講探火:任務分幾步?哪段最難?_風聞
剑啸易水寒-深知身在情长在,前尘不共彩云飞。2020-06-03 17:05
來源:央視新聞我國將在今年執行首次火星探測任務,首次火星探測任務的名字已經在今年“中國航天日”期間公佈,即“天問一號”。那麼,我國火星探測任務分幾步?有哪些難點?探測器去火星後開展哪些工作?一起來聽中國航天科技集團有限公司科技委主任包為民院士的講解:
由於火星距離地球較遠,因此探測火星需要選擇它與地球距離較近的時機,而這樣的機會每隔26個月才有一次。
包為民介紹:“今年在7月到8月之間,我們將用我國新一代運載火箭中最大個的長征五號火箭進行發射。火星探測器發射升空以後,在明年2月將到達火星的引力勢場以內,然後再經過火星的捕獲就到達火星。”

▲ 長五火箭大推力氫氧發動機校準試車
火星與地球最近的時候,距離大概有5500萬公里,最遠距離超過4億公里。探測器在經過長途飛行後,如何成功被火星的引力場捕獲,是任務中的關鍵點之一。如果捕獲失敗,探測器將會與火星擦肩而過。
“不捕獲,探測器就穿過去了,所以這個捕獲很關鍵。”包為民説,“捕獲以後就進入火星的循環軌道,再經過多次的調整,就可以進行環繞探測了。”
我國的火星探測器由環繞器和着陸巡視器兩部分組成,着陸巡視器將在火星表面軟着陸,並釋放巡視器,即火星車,在火星表面進行巡視探測。
着陸巡視器降落在火星表面的過程,大概有7到8分鐘。雖然時間短,卻是整個任務的關鍵點,因為它的成功與否,直接決定着任務的成敗。

火星探測器在奔火的途中一直處於高速飛行狀態,所以在着陸之前,需要先將速度降下來。目前,在國際上主要有2種減速方式。我國以探月工程中的技術經驗作為基礎,將通過4個階段逐步減速,最終使探測器平穩到達火星表面。
包為民介紹,着陸巡視器從每秒4.8公里的速度,到着陸的地方減到每秒0米,這個過程要用7-8分鐘,有4個減速段,第一個是氣動減速段,把速度從每秒4.8公里減速到每秒460米,用時290秒左右。
形象地説,探測器減速的第一個階段相當於來了一個急剎車,接下來探測器將打開降落傘,大概用90秒的時間,將速度由每秒460米降到每秒95米。隨後就進入到動力減速段,探測器的反推發動機點火開始工作,將速度減小到每秒3.6米。

“這一段工作時間大概是80秒,剩下的100米還有一個懸停避障,叫着陸緩衝段。這個時候已經速度很慢了,100米還能夠懸停,懸停時,着陸巡視器相對於地面的速度就是0了。”包為民介紹。
在此之前我國已經成功進行了懸停避障試驗,在最後的着陸階段,探測器通過懸停在空中,可以對火星表面進行觀察,為選定着陸點做最後的準備。

▲ 懸停避障試驗現場
“100米已經比較低了,可以看一下地面有沒有坑,大的石頭,有的話就避開它。”包為民説,調整一個相對好的位置,這樣就保證落地的安全性,不會翻車。

據瞭解,我國火星車將停留90個火星日,開展巡視探測、火星地貌特徵研究等多項任務。

包為民介紹,火星的一天比地球的一天略長一點,大概24小時37分鐘算一天。火星車的設計壽命在火星上是90天,90個火星日相當於地球上三個多月的時間。