航天航空:耗時95天選擇地點,祝融號火星車著陸一把成功
發布時間:2021-05-18
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航天航空:耗時95天選擇地點,祝融號火星車著陸一把成功

5月15日早晨,在經曆“恐怖七分鍾”之後,祝融號火星車穩穩地著陸在火星表麵,我國也成為(wei) 第三個(ge) 安全降落在火星的國家。

耗時95天選擇地點,祝融號火星車著陸一把成功

 

2月10日,在經過將近7個(ge) 月的飛行之後,天問一號開始點火製動,順利進入環火星軌道。在這之後,天問一號多次調整軌道,以更好地搜尋著陸點的數據。從(cong) 被火星捕獲到著陸火星表麵,天問一號為(wei) 什麽(me) 要耗費三個(ge) 多月的時間呢?

耗時95天選擇地點,祝融號火星車著陸一把成功

 

事實上,選擇著陸地點並不是一件那麽(me) 容易的事情。合適的著陸地點要滿足兩(liang) 個(ge) 條件:一個(ge) 是可行性,另一個(ge) 是科研價(jia) 值。保證著陸器的安全是第一要務,因此著陸地點要開闊平坦。如果著陸地點都是山的話,那麽(me) 它撞山的概率就很高。同樣,如果地麵崎嶇不平的話,在著陸到表麵的時候,著陸平台的四個(ge) 撐腳就有可能會(hui) 不在同一水平麵,就有可能造成火星車的翻覆。

在確保安全之後,我們(men) 要讓火星車的價(jia) 值得到更好地展現。因此,我們(men) 要著陸在物質豐(feng) 富、地表層次複雜的地方,好讓祝融號火星車得到更多的火星數據,科學家也能從(cong) 中解出更多火星的秘密。還有一點,我們(men) 不能登陸別人去過的地方,因為(wei) 這種東(dong) 西隻有第一,沒有人會(hui) 記得第二。

耗時95天選擇地點,祝融號火星車著陸一把成功

 

為(wei) 了選擇適合的地點,天問一號首先要拍攝大量的火星表麵照片。一般來說,火星環繞器上有高、中分辨率兩(liang) 種相機。中分辨率相機一次可以拍攝一大片區域,但精度不是那麽(me) 理想。高分辨率相機更能還原表麵細節,但是拍攝的區域太小。但是,當這兩(liang) 種相機結合在一起的時候,我們(men) 就能同時獲得想要的分辨率和覆蓋率。此次,祝融號火星車的著陸地點是烏(wu) 托邦平原,此前它的圖像數據並不夠多,因此我們(men) 花了那麽(me) 多時間,就是為(wei) 了更好的研究這個(ge) 著陸地點,確保著陸器的安全。

在明確了著陸地點之後,我們(men) 還要等待天時。眾(zhong) 所周知,火星上經常出現全球性沙塵暴。1971年,前蘇聯的火星探測任務就遇到了沙塵暴,不僅(jin) 環繞器沒拍到東(dong) 西,著陸器在釋放的時候也出現了故障。我國祝融號火星車使用太陽能作為(wei) 動力,而太陽能麵板最怕的就是沙塵暴。一旦塵埃完全覆蓋住麵板,火星車將失去所有動力。而研究顯示,五月中旬是火星天氣最好的時候。

耗時95天選擇地點,祝融號火星車著陸一把成功

 

在排除一切障礙之後,就到了緊張又刺激的火星著陸環節。目前,著陸火星主要有三種方式。第一種是氣囊彈跳式,它用多個(ge) 氣囊包裹住火星車,成本低且方式簡單,但是著陸精度並不高。第二種是反推著陸腿式,它成本較高且更複雜一些,但它的著陸精度也隨之提高。第三種是空中吊車,它的技術難度是最大的,也是目前最先進的方式,今年美國宇航局的毅力號就是采用這種方式。不過,作為(wei) 第一次登陸火星的我們(men) 來說,采用中間這種方法是最明智的,它可以提高著陸的成功率。

著陸的第一階段是氣動減速階段,天問一號在被火星捕獲的時候相對火星速度達到了5千米/秒,而在這一階段依靠火星大氣的阻力,可以將其速度降到460米/秒。此時,大氣阻力已無法進一步降低速度,由此它打開了降落傘(san) ,用大約90秒的時間將速度進一步降至95米/秒。

耗時95天選擇地點,祝融號火星車著陸一把成功

 

緊接著就是動力減速階段,它會(hui) 拋掉大底和背罩,露出著陸平台和火星車。而後平台上的反推發動機點火,進一步把速度降低到3.6米/秒。最後在距離表麵100米的高度上進行懸停避障,仔細觀察表麵並尋找更安全的著陸地點,然後通過四個(ge) 著陸緩衝(chong) 腿進行軟著陸。

這整個(ge) 過程很短暫也很複雜,由於(yu) 地球和火星的單向通信延時達到11分鍾,因此這整個(ge) 過程隻能靠探測器自主執行。


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