跨越"黑色九分鐘",盤點(diǎn)天問一號(hào)"落火"三大難點(diǎn)
2021年05月17日 09:22 來源:中國新聞網(wǎng)

視頻:天問一號(hào)飛向火星的295天 中國航天“長征”步履不停 來源:中國新聞網(wǎng)

  中新網(wǎng)北京5月16日電 (郭超凱 朱晨曦)5月15日,天問一號(hào)成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū),中國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。天問一號(hào)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了中國首次地外行星著陸,是中國航天事業(yè)發(fā)展中又一具有重大意義的里程碑。

  從火星大氣層外緣通過軟著陸的方式降落到火星表面,天問一號(hào)“落火”不僅面臨著三大難點(diǎn),而且要跨越“黑色九分鐘”,可謂是“步步驚心”。

  “落火”三大難點(diǎn)

  火星是目前行星探測的重點(diǎn)目標(biāo)。但在人類已實(shí)施的47次火星探測任務(wù)中,成功或部分成功的只有25次。而火星著陸任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)更高,22次著陸任務(wù)中(著陸火星19次、著陸火星衛(wèi)星3次)只有10次取得成功,成功率為45%,目前只有美國和中國掌握了火星軟著陸技術(shù)。

  北京時(shí)間5月15日7時(shí)18分,天問一號(hào)著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū),中國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。圖為火星探測器天問一號(hào)著陸火星表面模擬圖。 張高翔 攝

  “落火”會(huì)有哪些難題?中國國家航天局探月與航天工程中心深空探測總體部部長耿言總結(jié)稱,天問一號(hào)著陸火星面臨著三大難點(diǎn)。

  難點(diǎn)一,火星環(huán)境的不確知性,增加了著陸的不確定性。火星表面有一層稀薄的大氣,與月球和地球的環(huán)境截然不同。耿言表示:“月球沒有大氣,著陸過程完全靠反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速,干擾因素少。但我們對(duì)火星環(huán)境的了解非常有限,也沒有經(jīng)過飛行驗(yàn)證后的數(shù)據(jù),火星大氣稀薄且受季節(jié)、夜晝、火星風(fēng)暴等影響非常不穩(wěn)定;火星表面地形復(fù)雜,遍布巖石、斜坡、溝壑等障礙物;火星塵暴也較地球更為嚴(yán)重。這些都會(huì)帶來很大風(fēng)險(xiǎn)!

  難點(diǎn)二,著陸過程較為復(fù)雜,9分鐘內(nèi)要完成多個(gè)動(dòng)作。中國航天科技集團(tuán)五院天問一號(hào)探測器總設(shè)計(jì)師孫澤洲指出,天問一號(hào)整個(gè)著陸過程需要融合氣動(dòng)外形、降落傘、發(fā)動(dòng)機(jī)、著陸緩沖等多項(xiàng)技術(shù)才能實(shí)施軟著陸。每個(gè)環(huán)節(jié)都必須確保精準(zhǔn)無誤,差一秒都可能造成整個(gè)任務(wù)的失敗。

  難點(diǎn)三,距離遙遠(yuǎn),全程只能靠著天問一號(hào)自主控制。耿言表示,天問一號(hào)著陸時(shí),火星和地球的距離達(dá)3.2億千米,無線電信號(hào)一來一往約35分鐘,地面不可能直接遙控,所有動(dòng)作觸發(fā)條件的測量、判斷,所有動(dòng)作的執(zhí)行,包括最后階段通過拍攝著陸區(qū)的圖像并選擇滿足條件的著陸點(diǎn),均是自主測量、自主判斷、自主控制。

  跨越“黑色九分鐘”

  天問一號(hào)的降落過程歷時(shí)約9分鐘,大致分為氣動(dòng)減速段、降落傘減速段和動(dòng)力減速段。天問一號(hào)著陸巡視器需要在9分鐘內(nèi)完成10多個(gè)動(dòng)作,每個(gè)動(dòng)作都要一氣呵成,而且只有一次機(jī)會(huì),可謂環(huán)環(huán)相扣、步步驚心。

圖為天問一號(hào)著陸火星效果圖。 中國航天科技集團(tuán)八院供圖

  “進(jìn)入、下降、著陸”這一階段是火星探測最關(guān)鍵和核心的環(huán)節(jié)。此前國外已實(shí)施的火星探測任務(wù),大多因?yàn)樵谶@一過程中“折戟”而宣告失利。

  孫澤洲表示,天問一號(hào)探測器繼承了嫦娥三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)成熟的懸停、避障技術(shù),以確保安全著陸。此外科研人員還在國際上首次采用了基于配平翼的彈道—升力式進(jìn)入方案,以降低火星大氣參數(shù)不確定性帶來的風(fēng)險(xiǎn),提高適應(yīng)能力。

  如今天問一號(hào)已成功軟著陸于火星烏托邦平原。在成功著陸后,進(jìn)入艙和“祝融號(hào)”火星車會(huì)先后完成坡道及太陽翼天線展開,火星車在第一時(shí)間將成功展開的消息傳回地面。一切準(zhǔn)備就緒后,火星車將自主駛離著陸平臺(tái),抵達(dá)火星,開始新的征程。

  據(jù)介紹,“祝融號(hào)”火星車搭載了6臺(tái)科學(xué)載荷,分別是多光譜相機(jī)、次表層探測雷達(dá)、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀、地形相機(jī)。這些科學(xué)載荷有五大使命,主要涉及火星空間環(huán)境、地表形貌特征、土壤表層結(jié)構(gòu)等研究,將帶來火星的第一手資料。

  后續(xù),“祝融號(hào)”火星車以3天為一個(gè)工作周期。受火星苛刻的環(huán)境影響,火星車每次只能“工作”一兩個(gè)小時(shí),工作內(nèi)容主要包括環(huán)境感知、科學(xué)探測、數(shù)據(jù)下傳等。更多有關(guān)火星的未知秘密,正有待“祝融號(hào)”去探索揭秘。(完)

編輯:陳少婷