領先美國,天問三號將於2028年發射,火星取樣返回任務有哪些難點_風聞
光电科技君-35分钟前
NASA火星採樣計劃推遲,馬斯克火星殖民計劃推遲,我們要領先於美國,先行火星取樣返回了,這已經是美國要面對的最大的現實了。
火星採樣返回最難的還是距離太遠,無論是航天器,還是通信支持方面都太難了,否則美國NASA早就實現了,將等不到中國超越他們幾年實現了。
我們知道,相比地月距離38萬公里,地火距離是4億公里,通信信號延遲就有22分鐘,這就意味着採樣裝置需要完全自主地進行變軌、着陸、採樣等工作,這對於控制方面就提出了更高的要求。
另外火星發射窗口每26個月一次,任務需在40天內分兩次發射,比月球軌道窗口期少了很多。
並且火星採樣最大的困擾在於灰塵太多,還有大氣,雖然只是地球的1%,但是採樣時的塵土會對樣品產生影響,上升期返回也需要克服火星大氣阻力,並且還需要重新設計更加適合火星地質的採樣方案。比如鑽頭就要更為堅硬。
以前,NASA雖然多次前往火星,但是攜帶的燃料很難確保採樣和返回,只能就地研究然後返回數據。我們發射了天問一號,也完成了基本研究,有了嫦娥五號、六號月球採樣的經驗,也設計出了更為完美的探測器和取樣裝置。
相比月球取樣,我們在火星上的採樣主要具有以下特點:
1、上升器攜帶的燃料更多,發動機效率也更高,可以一次性完成採樣,以及與軌道器對接;
2、我們對於火星表面的垂直起飛、精確入軌、交會有了突破性進展;
3、我們在火星表面可以採用機械臂表層抓取、深層鑽探,以及巡視器移動採樣,採樣模式更多;
4、在樣品封裝方面,我們具備了在-20℃以下保存以保護潛在有機物,並且避免火星潛在微生物污染的多種密封系統。
也就是説,因為火星上有大氣存在,引力也更高,距離我們還很遠,無論是採樣本身的難度,還是採樣過程中可能遇到的特殊事件,以及防止地球航天器對火星的污染,或者火星返回的樣品存在潛在的污染,都是我們要充分考慮的問題。
我們的嫦娥五號、六號採樣返回之後,讓我們對月球的地質、礦產、氣候變化、形成過程等有了更為深入的瞭解,為我們在月球建立科研基地、月球採礦等奠定了堅實的基礎。
如果我們從火星採樣返回,那麼將成為全球首個從火星採樣返回的國家,重塑了深空探索的格局。我們將破解太陽系演化的歷史,研究生命誕生的秘密。為我國繼續深空探索提供基礎,為引領世界行星探測掌握話語權。
我們通過分析火星土壤中的有機分子、微生物化石或代謝產物,驗證火星是否曾存在生命。這也會讓我們對火星的地質、大氣、水資源、氣候等了解更為透徹,對火星的火山活動、磁場消失及水循環歷史研究更為全面。
通過上述研究,我們將揭示類地行星演化規律,為地球氣候變遷提供類比模型。
預計天問三號將在2030年以前採集 800 克火星樣品返回地球,我們已經確定了發佈了《天問三號火星取樣返回任務國際合作機遇公告》,確定了“天問三號探測器將開放不超過20千克質量的資源,包括不超過15千克的軌道器資源、不超過5千克的服務器資源”的國際合作機會,應該説:身未動,已遠行。
總體來説,如果我們順利實現火星採樣返回,將是人類首次系統性獲取地外行星樣本的壯舉,填補火星演化研究的空白,推動我國從“追趕者”轉變為深空探測“領跑者”,為我國以後在火星建立基地奠定堅實基礎。