中美火星探測,差距在哪裏?
來源:環球時報
發布時間:2021-07-21
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  中國天問一號火星探測器於(yu) 15日成功在火星烏(wu) 托邦平原南部預選著陸區著陸,火星上首次留下中國人的印跡。美國有線電視新聞網15日稱,中國由此成為(wei) 全球第二個(ge) 能在火星表麵展開科研探測的國家。但也有部分西方媒體(ti) 稱“中國不過是重複了美國多年前就完成的事而已”。在火星探測領域,中美技術有何不同?《環球時報》記者16日就此采訪了多名航天專(zhuan) 家。

  傳(chuan) 統著陸方式不代表落後

  在15日的降落過程中,天問一號自主完成了難度非常大的“驚魂9分鍾”:它首先借助火星大氣進行氣動減速,克服超高速摩擦產(chan) 生的高溫、氣動帶來的姿態偏差等挑戰,將每小時約2萬(wan) 公裏的下降速度減掉90%左右;緊接著,天問一號打開降落傘(san) ,進行傘(san) 係減速,當速度降至每秒100米時再通過反推發動機減速,進入動力減速階段。距離火星表麵100米時,天問一號進入懸停階段,精準避障、緩速下降後,著陸巡視器在緩衝(chong) 機構和氣囊的保護下穩穩降落在火星表麵。

  《航空星空体育官网入口网站》主編王亞(ya) 男16日對《環球時報》記者表示,美國在火星探測領域成功次數非常多,降落模式更是花樣繁多:氣囊彈跳方式、反推發動機減速方式和看上去最令人匪夷所思的“天空起重機”方式。

  他表示,中國天問一號采用反推發動機減速方式並不代表落後,而是根據火星車的實際需求製定的降落方法。例如采用“天空起重機”的美國“毅力”號火星車重量超過1噸,如果用傳(chuan) 統的著陸方式,著陸器需要很強大的支撐結構,將導致探測器非常笨重。而天問一號搭載的祝融號火星車重量隻有240公斤,雖然它的著陸方式看起來傳(chuan) 統,卻是經過驗證的成熟技術。“我們(men) 在探月任務時不止一次地實踐過,所以在登陸火星時使用該技術無疑是最可靠的。中國首次登陸火星,確保任務的圓滿成功是目的所在。”

  空氣動力學家、航天技術專(zhuan) 家黃誌澄16日接受《環球時報》記者采訪時也表示,具體(ti) 采用什麽(me) 降落方式,取決(jue) 於(yu) 火星車的重量和使命。例如“天空起重機”也無法滿足未來火星載人著陸器需求,後者重量可能達到13噸以上,因此屆時美國還需要發展新的技術。

  缺乏一手核心數據

  王亞(ya) 男表示,美國在之前多次的火星探測任務中,積累了豐(feng) 富的數據和經驗,這種優(you) 勢是中國首次火星探測任務無法相比的。航天科技集團五院總體(ti) 設計部火星巡視器總體(ti) 主任設計師陳百超坦承,“我國首次實施火星探測任務,沒有火星環境特別是大氣等參數的一手數據,相當於(yu) 在一個(ge) 完全未知的環境步步摸索,難度可想而知。”

  缺乏一手核心數據也是天問一號為(wei) 何在火星軌道上停留3個(ge) 月才降落的重要原因之一。目前美國航空航天局(NASA)在火星軌道運行有“火星勘測軌道飛行器”“火星大氣與(yu) 揮發演化”探測器和“火星奧德賽”號等多個(ge) 探測器,它們(men) 不僅(jin) 提供了火星環境的大量數據,而且還可為(wei) “毅力”號火星車提供中繼通信服務,使後者可以安心地直接降落在火星表麵。

  中國天問一號就沒這麽(me) 好的條件,由於(yu) 美國禁止NASA與(yu) 中國展開航天合作,天問一號必須預先借助自身攜帶的高分辨率相機,選擇好合適的區域才能降落。此外,在火星軌道上分離的天問一號環繞器還將“一機多用”:它先作為(wei) 飛行器,將著陸巡視器送至火星著陸軌道,然後作為(wei) 通信器,建立與(yu) 地球之間的中繼通信鏈路,未來還要作為(wei) 探測器對火星進行科學探測。

  探測任務難度有差別

  專(zhuan) 家普遍承認,美國“毅力”號火星車的探測任務比中國天問一號的難度更高。黃誌澄表示,“毅力”號上搭載的儀(yi) 器主要是用於(yu) 探索火星上是否存在生命,目標是為(wei) 載人登火星做準備。而中國主要是關(guan) 注火星土壤和環境,雙方在探測技術上也有差距。

  王亞(ya) 男表示,“毅力”號攜帶的火星直升機首次在地球以外的大氣中飛行,意義(yi) 非常重大。其次,“毅力”號還首次以火星大氣中的二氧化碳為(wei) 原料,直接通過高溫電解的方式生成一氧化碳和氧氣,這意味著人類在技術上有可能以火星大氣為(wei) 原料直接製取呼吸所需要的氧氣。他認為(wei) ,“在火星探測領域,中國還是初次到訪者。現在進行的包括對於(yu) 火星表麵的岩石成分、土壤、地質和大氣構成等基礎研究,是探測火星必須要做的必修課。而美國已經是屢次到火星‘串門’的行家,因此在火星上工作內(nei) 容肯定比中國要深入和豐(feng) 富。”但他強調,總體(ti) 而言,中美在火星探測技術的差距正在縮小。


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