中國7月將擇機實施首次火星探測任務「天問一號」。中國科學院院士、中國航太科技集團有限公司科技委主任包爲民在大陸兩會期間表示,「天問一號」將一次性完成「繞落巡」三步走,並預計工作3個火星月,並將與美國和阿拉伯聯合大公國同台競爭,挖掘火星奧秘。

包爲民表示,中國首次火星探測任務將通過一次發射任務,實現對火星的「環繞、著陸、巡視」三個目標,開展火星全球性和綜合性探測,並對火星表面重點地區精細巡視勘查。這一跨越式方案將成爲全球首次探星任務的「彎道超車」。

火星探測難點衆多。從1961年至今,人類已實施火星探測活動達45次,但成功和部分成功的任務僅有22次,成功率不到50%。

中國火星探測器分爲環繞器與著陸器兩部分,預計在今年7月由長征五號遙四火箭發射升空。火箭將探測器發射至地火轉移軌道,隨後在地面測控系統的支援下進入環火橢圓軌道,運行到選定的進入視窗,探測器將進行降軌控制,釋放著陸巡視器組合體。

著陸巡視器組合體成功軟著陸後,火星車(即巡視器)將與著陸平臺分離,開展區域巡視探測和相關的一些工程實踐活動。環繞器將爲火星車提供中繼通信鏈路,並開展環繞科學探測。

包爲民表示,火星探測器發射時主要看長征五號遙四火箭的表現,奔向火星的過程中會根據軌道的具體情況不斷修正探測器的飛行方向,到達火星附近時即時刹車,這些動作必須一氣呵成,否則就會飛向更遠的深空。

火星探測最大的難點在於「恐怖7分鐘」,即:再入、下降與著陸過程中,要在7分鐘內將探測器時速從2萬公里降低到零。包爲民稱,這需要融合氣動外形、降落傘、發動機、多級減速和著陸反衝等多項技術才能實施軟著陸。

爲規避火星極端天氣的影響,中國火星車將設置自主休眠和自主喚醒功能,可工作3個火星月,相當於地球上的92天(火星自轉周期約爲24小時37分鐘)。中國火星車還將配置探測雷達對火星地下一定深度進行探測,並攜帶了大氣環境測試儀,可以獲取火星溫度、風力等資訊。

包爲民表示,由於遠距離資料傳輸的大時延,這要求火星車必須具有很高的自主能力。同時,火星光照強度小,加上火星大氣對陽光的削減作用,火星車能源供給也比月球車更爲困難。這些因素都使得首次火星探測任務更具難度和複雜性。

大約每隔26個月,地球與火星會運行至最近的位置,此時發射探測器將節省大量燃料,2020年即是火星探測活動的窗口期。今年7月的火星探測,中美阿三國探測器將同台競技。

除中國「天問一號」以外,今年飛向火星的還有美國的「毅力號」火星車和阿拉伯聯合大公國的「希望」火星探測器。原定在今年發射的歐洲與俄羅斯合作的ExoMars火星漫遊車已宣佈推遲到2022年發射。

包爲民說,2030年前後,中國還將實施火星採樣返回、木星系探測等任務,目前正在開展關鍵技術研究,爲工程實施做準備。

(旺報 )

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