财讯：发射成功！“天问”将怎么问天？详解中国首次火星探测任务“天问一号

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天问一号发射成功！ 我国第一次火星探测任务如何展开？ 实现那些科学目标？ “黑七分钟”怎么样了？ 让他们知道背后。 论文/记者李鹏采访专家:欧阳自远(中国科学院院士)郑永春(中国科学院国家天文台行星科学专家)庞诺豪(全国空/]间探测技术首席科学传达专家)▲“天问1号”火星探测器发射上升/[/k0 天问一号探测器在地面火转移轨道飞行约7个月后到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，选择飞机展开着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。 第一个火星探测任务的工程目标:一是突破火星刹车捕捉、进入/下降/着陆、长时间自主管理、遥测通信、火星表面巡视等关键技术，实现火星绕行探测和巡视探测，获取火星探测科学数据，中国深空 二是建立独立自主的深空勘探工程体系，包括设计、制造、试验、飞行任务的实施、科研、工程管理及人才队伍，可以持续迅速地发展中国的深空勘探活动。 最初火星探测任务的科学目标:主要是实现火星形态和地质结构特征、火星表面土壤特征和水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层和表面气候和环境特征、火星物理场和内部结构等研究。 ▲天问1号探测器发射上升空瞬间▲动画模拟中国第一个火星探测任务“环绕、坠落、巡航”全程和第一个火星车不重复“环绕、坠落、巡航”三大任务介绍了中国行星探测任务“天问( TIS )”。 中国国家航天局的消息称，与“嫦娥系列”的月球探测任务不同，我国计划用长征5号火箭发射“天问1号”探测器，由轨道飞机和火星车组成。 根据计划，“天问一号”火星探测任务必须一次重复完成“环绕、坠落、巡视”三项任务，这也标志着我国行星探测的大幕正式拉开。 “天问一号”是中国迈向更雄心勃勃的项目的第一步。 这个火星探测项目还包括两个探测器，将在2028年上升空。 一个负责采集土样本，另一个负责转移土样本送回地球。 根据设计，火星探测器的轨道器和着陆器最初一体发射到深度空。 星矢分离后，火星探测器在火星探测工程技术人员的控制下，陆续展开太阳能面板，打开定向天线，实施发动机点火前往火星。 火星探测任务4年前中国发布探测火星的消息并不突然，在中国月球探测工程不断突破后，火星探测计划也被合理列入行动日程。 年1月，中国的自主火星探测任务已经得到国家批准立案，通过一次发射任务实现火星的环绕、着陆和巡视，对火星展开全球、综合的环绕探测，在火星表面展开区域的巡回探测。 如果一切顺利的话，将于每年7~8月选择性发射，预定于2021年登陆火星。 尽管自己老了，多年来，中国科学院院士欧阳自远把推进中国火星探测作为他的重要使命。 对他来说，不仅期待中国人自己的载人登月工程，把中国探测器，甚至宇航员送到火星也是他的梦想。 欧阳自远对记者说，火星探测的科学问题首先有三个方面:其中之一是探测火星上的生命活动新闻，以期在这个行业取得突破，其一是火星上现在的生命新闻，过去是否存在生命，火星的生存 其二是火星本体科学的研究，为了研究火星的积累资料，主要包括火星磁性层、电离层和大气层的探测和环境科学、火星地形特征和分区、火星表面物质的组成和分布、地质特征和结构分区、火星内部结构、成分、固有磁场探测等。 其三是探讨火星长时间改造和今后大量移民建立人类第二栖息地的前景，为人类社会的持续快速发展提供服务。 “火星表面有很多古老的河床。 这表明火星以前有一条河。 另外，火星的北部曾经是一片大海。 但是，现在火星表面没有水滴，火星表面的盐湖干燥后也只剩下盐。 欧阳自远说，中国必须查明整个火星的地下水分布。 ▲火星上有水的证据(供图:欧阳自远)▲火星表面的海洋(供图:欧阳自远)根据欧阳自远院士等科学家的发表，中国年计划实施的火星探测任务的科学目标是:通过环绕探测，开展火星的全球性和综合性探测。 通过巡视探测，展开火星表面要点地区的高精度、高分辨率的精密探测。 为什么这些探测器选择发射到窗边呢？ 这是地球和火星都运动的天体，从地球发射的火星探测器不是在任意时间发射的，因为每隔2年2个月(约780天)就有发射机会，所以被称为发射窗。 也就是说，火星探测器的发射窗每隔26个月打开一次。 这是因为每隔780天太阳、地球和火星排成一条直线。 这是发射火星探测器的好机会。 “我失去了这个机会。 对不起，两年两个月后再发射一次。 不那样的话就到不了火星。 据欧阳自远报道，地球绕太阳一周是365天，火星绕太阳一周大致是687天。 地球在太阳边，火星在太阳边，你可能去不了火星。 所以，必须在某个关键时刻在地球上发射探测器。 火星探测器着陆或反推着陆腿式火星探测器从火星大气层外缘以软着陆的方法降落到火星表面是关系到火星探测成功与否的非常重要的环节，着陆技术整体非常多且杂乱，各环节需要力求万全，甚至 现在探测器软着陆火星的方法主要有三种。 其中之一是气囊的跳跃式，这种方式比较简单，价格也很低，但只能满足小重量探测器软着陆的要求。 着陆精度也不高。 现有代表是“勇气”号和“机会”号，使用降落伞+气囊的跳跃方法。 二是反推腿式，该着陆方法多且昂贵，但能满足重量大的探测器软着陆的要求，着陆精度高，代表“内在”号、“猎犬2”号火星着陆器等，是使用降落伞+缓冲发动机+着陆腿的方法。 三是空中起重式，这种方式最多复杂，价格最高，技术也最先进，能满足更大重量的探测器软着陆的要求，精确着陆。 在携带“好奇心”号火星车的美国“火星科学研究所”，有使用降落伞+缓冲发动机+空起重机的方法。 年，在北京举行的“十一五”国家重大科学技术成果展上，首次推出了中国空间技术研究院自主设计的火星探测器模型。 这次发布的火星探测器型号包括轨道器和着陆器，它们以1:3的比例出现在公众面前。 将来在探测火星的过程中，这个轨道器和着陆器将发射来探测火星。 当时设计的火星着陆器有一系列的气囊，技术人员介绍说这将用于将来在火星上着陆。 这意味着将来登陆火星时，中国会像用气囊弹跳一样登陆火星。 但根据欧阳自远最近发表的消息，我国火星着陆方案又有了一些新的变化，反推着陆腿式将成为选择的方案。 在该方案中，火星探测器在器箭分离后经过约7个月的飞行被火星捕获，然后环绕火星，与着陆器分离后，环绕火星开始地球探测，着陆器进入火星大气后调整，降落伞减速，缓冲发动机反向 与以往的着陆器探测任务设计相比，现在的方案增加了可以移动4个地方的火星车。 火星探测将经历“黑7分钟”。 这不是中国第一次进行火星探测之旅。 年11月9日，俄罗斯福布斯土壤火星探测器带入中方开发的第一台火星探测器“萤火一号”，在哈萨克斯坦摩托车努尔航天中心发射上升空，进入近地椭圆转移轨道。 但是，由于很多理由，上层的主引擎没有启动，最终星星沉入大海，探测任务没有完成。 ▲在中国第一个火星探测器“萤火一号”无法完成火星探测任务(来自网络的照片)之前，中国计划采用“嫦娥一号”的备份星“嫦娥二号”。 欧阳自远院士说，“嫦娥二号”本来要飞往火星，但飞往火星太远了，当时中国的测量能力不行。 因为到月球是40万公里，到火星是4亿公里 最后决定让嫦娥二号继续月球探测工程，火星探测已经只能等待适当的机会了。 经过更细致的工作和忍耐的等待时间，中国即将迎来年火星发射时间的窗口。 但是，中国的火星探测仍然必须克服一系列挑战。 全国空间探测技术首席科学传递专家庞诺浩研究员表示，例如火星轨道捕捉探测器的控制技术特别重要，如果这项工作有错误，探测器将与火星擦肩而过，直接与火星相撞，导致整个火星探测工程的失败。 因此，火星轨道捕获火星探测器的过程对中国将来的火星探测是重要的关口。 一旦火星探测器被火星轨道捕捉，探测器就会进入绕火星运行的大椭圆轨道。 之后，火星探测器的轨道器和着陆器有选择地分离，轨道器在火星轨道上运行，进行至少一年的事业，进行火星要点区域的拍摄、火星环境监测等一系列探测复制。 着陆器在点火和轨道器分离后开始实施火星登陆的过程。 国家天文台研究员郑永春认为轨道器在火星大气层外飞行，技术比较容易。 如果是火星的车和着陆机的话，有必要通过火星的大气层“踩”火星的表面。 这是目前火星探测中最重要的技术瓶颈。 火星探测器从130公里以上的高度空进入火星大气，时速高达21000公里(每秒5.9公里)，因此，仅7分钟就必须使探测器的速度为零，实现安全着陆。 这是全火星探测任务中技术难度最高、失败概率最高的关键时刻，被称为“黑7分钟”。 这对火星探测器的控制技术是非常大的挑战和考验。 中国的火星探测需要安全，我们也需要对我国实施的火星探测工程有足够的信心。 另一方面，根据在“863”计划重大项目的支持下开展火星探测的技术路线，目前中国已完成了火星探测轨道设计、测量通信、自主导航、表面软着陆等重要技术的科研攻关，为开展中国自主火星探测 另外通过嫦娥探月项目，中国在远距离探测和控制技术方面也积累了丰富的经验。 但是欧阳自远一直建议中国的火星探测是安全的。 他说火星探测是非常谨慎的事件，只有一切准备充分，我们才能实施。 他还说，我国实施相关任务时一定要从实际出发，不现实，不要制定完全不能实现的目标。 火星探索是一项充满荆棘和困难的事业，宇宙界许多专家对记者说，中国实施火星探测工程需要积极进取，也需要坚定不移地前进，这直接关系到中国未来火星探测的进程和成果 中国年的火星探测会顺利进行吗？ 期待吧！ tips > > >年中国火星探测五大科学目标一、火星形态和地质结构特征研究 探测火星全世界地形特征，获取典型地区高精度形态数据，开展火星地质结构成因与演化研究。 二、研究火星表面的土壤特征和水冰分布 勘探火星土壤种类、风化沉积特征和全球分布，寻找水冰新闻，开展火星土壤剖面分层结构研究。 三、研究火星的表面物质组成 识别火星表面的岩石类型，探测火星表面的二次矿物，展开表面矿物组成的分解。 四、研究火星大气电离层及表面气候和环境特征 探测火星空之间的环境和火星表面气温、气压、风场，开展火星电离层结构和表面天气的季节性变化规律研究。 五、研究火星物理场和内部结构，勘探火星磁场的特征 开展火星早期地质演化的历史和火星内部质量分布和重力场的研究 (本文由中国数字科技馆和北京科技馆的科技新闻《科技生活》共同采录，部分复印件来自人民日报。 中国青少年科学技术指导员协会警告很多科学技术指导员戴口罩洗手很少的集会不能给病毒上不了的机会！ 原标题:『发射成功！ “天问”怎么问上天？ 详细了解中国第一个火星探测任务“天问一号”原文