摘要:天问一号预计什么时候着陆火星表面? 2020年7月23日12时41分,我国用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器,火箭飞行约2167秒后,成功将探测器送入预定轨道
天问一号预计什么时候着陆火星表面?
2020年7月23日12时41分,我国用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器,火箭飞行约2167秒后,成功将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步。天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约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,并择机开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测。预计“天问一号”将于2021年2月左右抵达火星,科学观测阶段将于2021年4月开始。着陆器/火星车将在探测器抵达后两到三个月在火星表面进行软着陆,候选着陆点在乌托邦平原。这也是1976年9月3日,***宇航*“海盗2号”着陆器着陆的火星地区。
天字一号着陆地点?
天问一号于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空,成功进入预定轨道。2021年2月10日天问一号与火星交会,成功实施捕获制动进入环绕火星轨道。
对预选着陆区进行了3个月的详查后,于2021年5月15日成功实现软着陆在火星表面
天问一号探测器寿命?
天问一号,是由***航天科技集团公司下属***空间技术研究院总研制的探测器,负责执行***第一次自主火星探测任务。
天问一号于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空,成功进入预定轨道。 天问一号的火星车设计寿命为3个月,因此在登陆后执行任务后就将很快完成使命。
天问一号着陆火星经历“恐怖9分钟”,比***的“7分钟”差来自吗?
目前,人类火星探测任务成功率仅有50%左右,而成功登陆火星表面并顺利开展工作的探测任务成功率则更低,大约只有20%,难度可想而知。火星探测器进入火星大气的时速约为21000千米,但要在7-9分钟内,让速度在受控状态下降为0,实现在火星上安全着陆,这是火星探测任务中技术难度最大、失败率最高的关键因素,大部分失败都是折戟在这一阶段。天问一号探测器的“祝融”号火星车。“恐怖9分钟”5月15日凌晨2时多,天问一号在火星停泊轨道上进入着陆窗口,随后探测器实施降轨,环绕器与着陆巡视器开始器器分离,继而环绕器升轨返回停泊轨道,着陆巡视器运行到距离火星表面125千米高度的进入点,开始进入火星大气,并最终软着陆在火星表面。要想平安稳定地降落到火星表面,首要问题就是让高速奔驰的天问一号减速。“超音速降落伞是减速技术中难度最大的一个环节,天问一号在使用降落伞时要保证在超音速、低密度、低动压下打开,而这个过程存在开伞困难、开伞不稳定等问题。”航天科技集团五院天问一号探测器总体主任设计师王闯介绍说,“由于火星大气非常稀薄,进入火星时要求探测器的气动外形具备高效的减速性能,同时需要更轻量化的防热材料。”除了减速设计,火星进入方案的选择也至关重要,甚至可以说决定“生死”。因为,从开始踏上进入点的那一刻起,天问一号就迎来了此次探火旅程中最为凶险、最为惊心动魄的“恐怖9分钟”。目前,人类火星探测任务成功率仅有五成左右,大部分失败都是折戟在“进入/下降/着陆(简称EDL)”这一阶段。“火星探测最大的难点就是EDL,这个过程需要融合气动外形、降落伞、发动机、多级减速和着陆反冲等多项技术才能实施软着陆。每个环节都必须确保精准无误,差一秒都可能造成整个任务的失败。”航天科技集团五院天问一号探测器总设计师孙泽洲说。为此,早在EDL前,“天问一号”在火星停泊轨道上就对着陆区进行了详查预探测,获取了大量的着陆区地形地貌的数据,并对火星尘暴发生的概率进行了评估;同时,火星探测器继承了嫦娥三号、四号、五号成熟的悬停、避障技术,以确保安全着陆。“在上述这些措施的基础上,我们还在国际上首次采用了基于配平翼的弹道-升力式进入方案,以降低火星大气参数不确定性带来的风险,提高适应能力。”据航天五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯介绍,天问一号在进入火星大气层以后首先借助火星大气,进行气动减速,这个过程它克服了高温和姿态偏差。气动减速完成后,天问一号的下降速度也减掉了90%左右。紧接着天问一号打开降落伞进行伞系减速,当速度降至100米/秒时,天问一号通过反推发动机进行减速,由大气减速阶段进入动力减速阶段。在距离火星表面100米时,天问一号进入悬停阶段,完成精准避障和缓速下降后,着陆巡视器在缓冲机构的保护下,抵达火星表面。总的来说,整个过程天问一号在9分钟内将约2万千米/小时的速度降至到0米/时。值得一提的是,虽然此前我国已有月表着陆经验,但是此次天问一号火星软着陆任务更加艰难。一方面火星表面存在大气(火星表面大气的密度是地球表面大气密度的1%左右),此外,火星表面地形复杂,遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物;火星尘暴较地球更为严重。这些因素给着陆火星带来了极大难题,安全着陆风险非常高;另一方面星离地球距离更加遥远,最远4亿公里,通信时延单程达到20分钟左右,因此整个着陆过程相距遥远的地球来不及做任何处置,只能靠天问一号自主完成,经历“未知9分钟”。
黑色九分钟!天问一号着陆经历了什么?(全过程演示)
@***新闻网
天问一号为何会选择乌托邦平原作为着陆点?如何安全软着陆于火星表面?后续又将开展哪些探测任务?
原标题:《揭秘“天问一号”落火之旅:落在哪?怎样落?探什么?》
编辑:高萌
责编:张曦
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天问一号,将在哪里着陆火星?
一、概述
2020年7月23日,天问一号在文昌航天发射场,由长征五号遥四运载火箭发射升空,成功进入预定轨道。目前已顺利完成地火转移段第四次轨道中途修正,以确保按计划实施火星捕获。
截至2021年2月5日,天问一号已在轨飞行197天,距离地球约1.84亿公里,距离火星约110万公里,飞行里程约4.65亿公里,预计2021年2月10日左右,也就是除夕前后,“天问一号”将进行近火制动,开启环绕火星之旅,这次火星探测任务最核心、最难的地方,就是探测器进入火星大气后启动外形和降落伞减速过程。
因此,对于着陆点的选择至关重要。据官方报道,天问一号将着陆于乌托邦平原南部,东经110.318度和北纬24.748度。
火星地质图(据USGS,2014)
二、乌托邦平原地理位置
乌托邦平原位于火星北部,是火星北半球三大盆地之一,直径大约3300公里,平均海拔为-4100m。它的中心坐标为49.7°N、118°E,大致呈圆形,可能是火星早期一次重大撞击的结果,形成乌托邦平原基底。
在乌托邦平原的西部和南部,为火星分界点,位于Isdis碰撞盆地的西南部,Elysium火山群的东部。其北部是一个尚未命名的宽阔弧形山脊,该山脊将乌托邦盆地与北极盆地相隔开。
火星*部的地貌高程图(据NASA,2005)
自1960年前苏联开始对火星展开探测以来,前苏联、***、俄国、印度、***、阿联酋、欧洲、***等,已向火星发射许多探测器,但成功登陆火星表面的却并不多。
截止2021年初,抵达火星表面的探测器仅有15个。据统计,在未来3年内,还将有3台探测器抵达火星,分别为我国的“天问一号”,***的“毅力号”火星探测器、阿联酋的“希望号”火星探测器、欧洲的“罗莎琳·德富兰克林”号火星探测器等。
各国火星探测着陆点列表(含着陆计划)
各国火星探测器着陆点分布图(据互联网资料)
乌托邦平原西南部地质图(据M.A.Ivanov,2014)
三、乌托邦平原地貌特征
从地貌特征上讲,乌托邦平原具有以下几个较为明显的特征。
1.粘性流特征
粘性流特征被理解为,受下坡流影响所造成的变形,碎屑所覆盖的岩石冰川,形成了线性结构。同时可以辨别出不同的类型,山谷填充、叶状碎片冲积扇、同心环形山和冰川状的单体、粘性流特征仅在直径大于3km,纬度为介于30-55°N的撞击坑内同心坑填充时发生。
2.冲沟发育
沟渠由进入通道的沉积物组成,至冲积扇为止,这表明了火星表面近期以来有液态水的存在,液态水或许由积雪融化形成、或近地表的冰盖、或者由于季节性的二氧化碳凝固有关。冲沟的存在范围大约是在北纬30度至67度,且所有冲沟都存在于十个直径大于8km的撞击坑的内壁上。从方向上,冲沟大多出现于朝北向的内火山口和朝西向的火山口内斜坡。
3.扇贝状凹陷
乌托邦平原中的扇形凹坑往往为圆形至椭圆形,直径从几十米到几公里不等,深度可达几十米,具备N-S不对称分布特征,且显示出曲线台阶。扇贝状凹陷被认为是地面冰融化或升华的结果。因此,通过去除多余的冰,地面塌陷后形成扇形凹坑。
该特征地貌主要分布于北纬38度至61度之间。根据凹陷的直径,形状和密度的不同,可以区分出四个不同的区域。在这四个区域之间,扇贝的形态和密度变化相对突然,并且与海拔或地质单位的差异无关。
火星表面的流动构造(据NASA)
乌托邦平原西部山脊分布(据互联网资料)
4.多边形坑
直径为100m的矩形多边形,仅沿其N-S方向分布,凹坑多为圆形,直径为10到150m,深度为5-40m,它们被解释为是由于热升华或地面冰,在地下融化而使喀斯特退化所致。它们经常横切或切开扇贝状的凹陷,表明伴随或随后形成,在北纬38度至47度范围内,凹坑分布和多边形分布重叠。
5.指印状地形
指纹地形由多组平行的曲线山脊或凹陷的锥链组成,各个部分的长度可达数十公里,该特征发育于平原北部。它们被认为是泥石流或泥火山形成,在乌托邦平原中,指印地形在NW-SE方向上的狭窄区域内从30°N到40°N存在。曲线山脊的长度在1至5公里之间,向西南方向呈大致凸形,形成山脊的山丘,具有直径数百米的圆顶状形状,并带有中央凹坑。
四、乌托邦平原的地质演化
乌托邦盆地是一个由撞击而形成的盆地,主要是由Hesperian中期至晚期的瓦斯蒂塔斯-北欧海形成的。在乌托邦盆地的顶部,上覆有亚马逊沉积物。主要划分为以下几个形成阶段。
1.盆地形成阶段:乌托邦盆地形成于诺亚时期的一次撞击。
2.早期地貌形成和沉积阶段:与海拉斯盆地类似,乌托邦盆地受火山作用影响强烈,盆地中充满了火山成因的物质。
3.岩浆溢流阶段:Hesperian早期,形成数百米厚火山喷流单元,类似于此时在北部低地以外观察到的沉积物。
4.皱纹山脊形成阶段:Hesperian时期中部的火山平原形成后,它们发生了构造变形,在整个北部平原上广泛形成皱纹岭系统,形成径向和同心分布的皱纹山脊。
5.洪水泛滥和沉积物沉积阶段:在Hesperian晚期,流出通道的物质汇入北部低地,产生了沉积物,这些沉积物将下伏的褶皱山脊平原覆盖到平均至少100m的深度。这些沉积物(Vastita***orealis地层)使皱纹脊变得模糊不清,并形成现今的线性地貌特征。
6.冲刷作用减弱阶段:在Hesperian晚期中,流水冲刷作用消失;根据山脊改造的性质,海拔高度分布以及相关特征(例如指纹地形),推测流水被冻结。
乌托邦平原重大地质事件及其地质模型(据M.A.Ivanov,2014)
7.盆地底板回弹阶段:随着流水消失,盆地底板发生回弹,形成多边形地形。
8.亚马逊地层形成阶段:形成多角形地形之后,早期亚马逊期形成熔岩流和类似拉哈尔沉积物,在东南盆地边缘沉积。
9.薄层沉积形成阶段:在亚马逊期晚期,受纬的影响,Vastita***orealis地层表面发生改变,该单元的地质和结构变模糊。
五、火星登陆点的选址依据
1.选址依据
这次火星探测任务最核心、最难的地方,就是探测器进入火星大气后气动外形和降落伞减速的过程,着陆点的选择至关重要,要考虑降落点高程、纬度、坡度、地形粗糙程度、地面承重。
国际上有着陆计划的火星探测任务,大多数选择在火星北半球。火星南半球全是山地,更加坑洼不平,北半球有平原。
乌托邦平原地区平均海拔-4100m,低海拔意味着有探测器有更多的时间来减速安全到达地面,纬度位于20°-30°之间,也适合接收足够的阳光提供动力。
天问一号降落在乌托邦平原南部。在古海洋和古陆地遗迹的交界处,可能古海洋所在地,该地区有较高的科学价值。
2.登陆点选址的地质意义
火星地壳的平均年龄比地球老,其形成经历复杂地质演化过程,并受到后期地质作用改造。火星地壳的板块活动不存在或早已停止,所以其表面的不同地质单元间具有较为明确的分界线。位于地质单元分界线处的区域,具有复杂的地质背景,可能保存有火星形成及演化过程中产生的各种地质记录。
选择此类区域作为优先着陆区,可以对多种地质单元进行研究,了解类地行星形成早期的状态以及演化过程。
海盗2号拍摄的乌托邦平原表面(据NASA)
火星表面上存在着流水地貌,前人发现了液态水流动的痕迹,包括古河流、古湖泊、三角洲和厚层状沉积岩等,同时也探测到了含水矿物的分布特点。
流水地貌可能记录着火星表面水文系统和气候的相关信息,选择存在流水地貌的区域作为优先着陆区,有助于研究火星气候变化和寻找火星上生命存在的痕迹。
此外,火星上大多数新鲜撞击坑周围常被一层、两层,甚至多层溅射物覆盖。研究发现,这种火星撞击坑溅射物与干燥月球表面撞击坑溅射物辐射纹有明显区别。有两种模型可以解释火星撞击坑层状溅射物的成因:撞击过程中,火星表层下的挥发份物质蒸发;溅射物与火星大气的相互作用。选择存在层状溅射物的区域作为优先着陆区,可以对其成因进行进一步的研究。
3.天问一号
天问一号是我国首个火星探测器,着陆在火星表面后,火星车即巡视器将开展科研探测。火星车上的次表层雷达,可以探测浅层结构。火星表面气象测量仪,可以测气温、气压、风速、风向。火星表面有大气,月球表面上没大气。火星车还可以测磁场、表面物质成分。环绕器上有中分辨率相机、高分辨率相机,对火星的表面形貌进行探测。环绕器上还有磁强计、矿物光谱分析仪、离子与中性粒子探测和能量粒子探测器。
通过此次探测,可能取得的科学进展有:获得火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等方面的资料,有助于对生命演化、板块运动等方面的研究。
本文据(李江海,2021,《世界地质学》(讲义))修改补充
2021年来自5月15日7时18分,天问一号探测器成功着陆于火星,下列有关表述错误的是( )。
C解析:本题考查时事**。A项正确,我国首次火星探测任务于2016年立项,计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视探测。天问一号探测器于2020年7月23日在海南文昌由长征五号运载火箭成功发射,2021年2月10日成功实施火星捕获,成为我国第一颗人造火星卫星,2月24日探测器进入火星停泊轨道,开展了为期约3个月的环绕探测,为顺利着陆火星奠定了基础。天问一号探测器成功着陆火星,是我国首次实现地外行星着陆,使我国成为第二个成功着陆火星的***。B、D项正确,C项错误,***科研团队根据祝融号火星车发回遥测信号确认,2021年5月15日7时18分,天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。天问一号探测器着陆火星,迈出了我国星际探测征程的重要一步,实现了从地月系到行星际的跨越,在火星上首次留下***人的印迹,这是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展。本题为选非题,故正确答案为C。
天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)-临渡百科
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沈芳蕤•2022-03-3005:00:00•8607次
我国火星探测项目天问一号即将要发射了,此次探测火星和以往不同的是,天问一号同时要完成三项任务:火星环绕,登陆,火星表面探测。
在此之前,从来没有一个***能同时完成这三项项目。如果我国天问一号项目能够成功,则刷新了人类探索行星的历史。
为了更好地了解我国天问一号项目,我们就先从天问一号的发射开始说起。
天问一号的名字来源,来自屈原的长诗《天问》,寓意:探索真理之路漫漫,追求科技不断创新永无止境。
你有没有注意到,最近一段时间,阿联酋、***以及我国都有火星探测器发射计划,像是上赶着一样,大家都集中在最近一段时间。
之所以会如此,是因为最近一段时间属于发射火星探测器的窗口时间。我们知道,火星,地球虽然都是太阳系的行星,但各自有各自的轨道,在运行到不同轨道时,两者的距离也不同。
火星与地球距离最远时达到了4亿多公里,最近时只有5500万公里。在火星与地球距离最近时,这种天文现象也叫作“火星冲日”。
火星冲日并不是年年都会有,而是每隔26个月会出现一次。但是火星冲日并不是人们发射火星的***时期,这是因为虽然此时的距离最近,但是此时火星探测器无法借力,所耗费的燃料较多。
所以一般人们会选择火星冲日前的两三个月左右发射探测器,此时火星探测器可以沿着霍曼轨道飞行到火星,虽然沿着这条轨道需要的时间更多,距离更远,但是所耗费的燃料更少。
所以今年10月份地区才会迎来火星冲日,但阿联酋、***以及***都选择在7月份左右发射火星探测器。
我国酒泉有一个火箭发射基地,但是今年并没有选择在酒泉进行发射,而是选择了海南文昌火箭发射基地。之所以选择这里,其实背后大有深意。
首先,由于地球的自转以及自转轴的存在,所以单位时间内地球的不同地方所走的距离是不同的,也就是线速度不同。
其中越靠近赤道,线速度越大,所以有坐地日行八**的说法;而越靠近极地,线速度越小。
火星探测器为了更节省燃料,自然也会利用地球赤道的线速度,这是因为线速度越大,对发射器的推力也越大,相当于把火星发射器“甩出去”了。
天问一号的发射方向是向东发射,这是因为地球是自西向东转,向东发射能够借助于地球的自转,节省燃料。
我国的天问一号的探测任务一共有三大项:环绕火星飞行、着陆以及探测,在过去从来没有***敢把这三项放在一起,因为这三项的每一项难度都非常高,稍有不慎就会导致探测计划失败。
首先是环绕火星,环绕火星的难度主要在于人类不能操控,这是因为火星距离地球非常远,而人类发射的火星探测器想要将信号传输给地球,至少需要22.3分钟。
当人类收到信号再传输给火星探测器时,又需要22.3分钟,这意味着一个简单的指令至少需要44.6分钟才能传递并被接受到。
所以火星探测器在接近火星时,只能依靠提前设定好的程序减速,一旦遇到突发情况,或者是数据不准,那么火星探测器将可能无法被火星引力捕捉,也就无法围绕着火星转动。
我们知道,火星距离地球直线距离最近时达到了5500万公里,而火星探测器飞行了这么长距离的时间,难免会出现意外,速度一旦与原来的数据不准,就有可能导致探测计划失败。
所以环绕火星飞行是我国天问一号面临的第一个问题。
天问一号面临的第二大挑战是着陆,在过去火星探测器从太空中降落到火星表面需要7分钟,而这7分钟又被称之为“恐怖7分钟”,这是因为火星上的大气非常不适宜着陆。
同样的,在这7分钟里,远在地球上的人类也无法操控,因为信号延时的缘故,在这7分钟里,无论火星探测器遇到什么情况,只能依靠自己解决,所以大多数火星探测车都在这个阶段失败了。
天问一号面临的第三大挑战是探测,火星探测器要选择适宜着陆的地方,这是因为火星探测器的能量来源是太阳能,如果到了一个照射不到太阳的地方,那么火星探测器将无法工作。
虽然从文字上看,这三个挑战都不是特别难,但实际上人类历史上一共发射过40多颗火星探测器,但只有8颗成功着陆并正常工作,从概率上可以看出探测火星有多难。
而我国此次发射的天问一号又是一次性要克服三大难题,可想而知挑战有多大。
***航天*发布天问一号着陆过程两器分离和落火影像
据“***探月工程”公众号消息,2021年5月19日,***航天*发布我国首次火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。图像中,着陆平台和“祝融号”火星车的驶离坡道、太阳翼、天线等机构展开正常到位。
图1由火星车的前避障相机正对火星车前进方向拍摄。图中可见坡道机构展开正常;图像上部的两个伸杆为已经展开到位的次表层雷达;前进方向地形清晰。为获知火星车前进方向更大范围的地形信息,避障相机采用大广角镜头,在广角镜头畸变的影响下,远处地平线形成一条弧线。
图2由导航相机拍摄,镜头指向火星车尾部。图中可见火星车太阳翼、天线展开正常到位;火星表面纹理清晰,地貌信息丰富。
由环绕器的监视相机拍摄的着陆巡视器分离过程图像
5月15日,天问一号任务着陆巡视器成功软着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区后,火星车建立了对地通信。5月17日,环绕器实施第四次近火制动,进入中继通信轨道,为火星车建立稳定的中继通信链路,陆续传回图像数据。目前,火星车正在开展驶离着陆平台的准备工作,将择机驶上火星表面,开始巡视探测。
@天问一号祝融火星车:大家好,我是“祝融号”火星车。自从15日我着陆火星,地球上的小伙伴们就搬了小板凳,一直翘首期盼着看图。还着急地问,我到底在忙啥?
这不,今天我就奉上了着陆后拍的2张图,让大家一饱眼福。
大家知道,火星与地球的最远距离约4亿公里,而无线电波是以光速传播,信号能量的衰减与传播距离的平方是成正比的。
我配置了两种通信方式,一是直接与地球通信,二是通过天问一号环绕器中继,与地球通信。为什么能直接通信还需要中继呢?那是因为我现在距离地球约3.2亿公里,实在太远了,即使我扯着嗓子一直喊,地球也只能收到很少的数据,慢得不行,只能把最重要的信息传回来。15日当天一着陆,我就直接向家人报告“我已着陆,感觉良好”,小伙伴们就开始为我欢呼了!
着陆后,我用随身携带的相机拍了一些照片,也迫不及待地想和你们分享。不过要是直接发回地球,即使是图1这样的照片,理论上也需要八个多小时。而且由于火星的自转,每天我能和地球直接通信的时间不到半个小时,所以就舍弃了直接向地球传输图像的功能。因此,我得等着环绕器的中继,他块头大,嗓门也大,向地球传输数据比我要快得多。
17日,环绕器进入中继轨道,我们俩先建立了通信联系。因为他环绕火星一圈是8.2小时,我们俩很多时候都是被火星这个大家伙挡着,所以我得抓紧在有中继的宝贵时间,先把一些自身状态的重要数据传回来,之后再传图像。
目前,我正在开展驶离着陆平台的准备工作。后续,我和环绕器将密切配合,不仅要拍下火星的风景,还要用我携带的6台科学载荷,对火星进行深入探测,把更多的科学数据传回来给科学家们研究,这可是比拍照更重要的事呀!
“天问一号”总设计师:专门为着陆失败做了准备
5月22日,“祝融号”火星车开始执行我国首次火星任务中最后一个阶段的任务——巡视探测。7天前的5月15日,“天问一号”探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。《面对面》记者专访了航天科技集团五院“天问一号”火星探测器系统总设计师孙泽洲,揭秘***成功“探火”的背后故事。
与***、阿联酋航天器同场竞技,“压力程度无法用语言形容”
5月15日,“天问一号”成功着陆,我国成为世界上仅有的几个登陆火星的***。“天问一号”的这次飞行,其实是与阿联酋的“希望号”和***的“毅力号”同场竞技。2020年7月的发射窗口期,三个***的三颗火星探测器相继发射升空,踏上奔向火星的征途。“希望号”的目标是环绕火星研究火星大气,而“天问一号”和“毅力号”的目标都是登陆火星。2021年2月,“希望号”与“天问一号”进入环火轨道,“毅力号”成功降落火星表面。
在讲到三国航天器同场竞技时,孙泽洲一度哽咽。
记者:一旦跟别的***同台竞技,尤其还是在领域内已经比我们提前几十年的***,这个时候附加的压力有多大?
孙泽洲:我们月球探测的时候没有人跟我们在同时期做月球软着陆探测,类似于运动场只有我一个运动员,成功与否只是我的一次任务而已。而这次三个航天器同场竞技,阿联酋“希望号”已经环绕成功了,***“毅力号”已经着陆成功了,这时候“天问一号”在我心里已经不是一个任务完不完成这么简单,我不太好用语言来表达我压力的程度,但确实我包括我们团队在这个过程中承受的压力跟以前的任务相比,真的不一样。
5月22日10时40分,“祝融号”火星车到达火星表面,开始执行我国首次火星任务中最后一个阶段的任务—巡视探测。7天前,5月15日7时18分,“天问一号”探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。
记者:着陆之后,火星车停留的这几天在做什么呢?
孙泽洲:首先着陆之后第一天它有大量的关于自己状态的设置,包括桅杆的展开、太阳翼的展开、天线的展开、移动悬架的抬升等一系列工作,之后几天它要完成对周围的环境感知,以及与地面建立通讯。
接下来的3个火星月,“祝融号”将在火星上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作。这辆以***上古神话中的火神命名的火星车重量达到240公斤左右,为6轮***驱动,携带6台载荷,其太阳翼呈蝴蝶翼形。因此有人形象地将“祝融号”火星车比喻为“火星蝴蝶”。
记者:为什么是蝴蝶呢?蝴蝶的想法是哪来的?
孙泽洲:我们太阳翼必须要面积大,不是因为想设计成蝴蝶,是大家设计完之后觉得它像蝴蝶,收拢的时候都是扣在一起的。这个设计巧妙,同时还非常美观。针对太阳翼的方案初期我们做了不止十种,一开始设计成翻开再展开的,我说那样不行,一个是很复杂、风险大,另外也太丑了。再一个需要二次展开,它也不可靠。我们最后设计成这样,大家觉得非常美观,我觉得很有特征,很有我们的标识感。
2016年,***火星探测任务和嫦娥四号探测器任务分别正式立项,孙泽洲被任命为两大探测器的“双料”总设计师,一面飞“月球”,一面奔“火星”。从“探月”到“探火”,距离从38万公里一下子“跨越”到4亿公里,而且火星表面环境更为复杂凶险。首次火星探测任务计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视,对火星进行全球性、综合性的环绕探测,在火星表面开展区域巡视探测。想要通过一次发射就完成三项目标,这在全球尚属首次。
记者:有句话,火星是很多探测器的坟场,也就是说它失败率实在是太高了,人家单项任务失败率就很高,我们要一次出发完成三项任务。你们在设计之初有没有把这些因素都综合考虑进去,万一我们失败了?
孙泽洲:我们做了很多准备,甚至可以说至少有一半甚至一半以上的精力都是在做防止极小概率事情发生的工作。这次着陆系统还带了一个信标装置,类似于飞机的黑匣子,我们考虑到如果没有真正平稳着陆到火星表面,比如撞击的话,我们在一定程度上也可以靠这个信标把进入过程中关键的记录数据传回地面,便于我们对过程中的原因进行分析。
火星和地球的公转周期决定了大约每隔26个月,有一个最佳发射窗口,这时航天器从地球出发到达火星所需要的转移能量最少。
为了赶在2020年的最佳发射窗口前完成所有准备工作,孙泽洲带领团队远赴**戈壁、内蒙草原进行大量外场试验,建造火星环境模拟试验设施,完成了多项关键技术攻关。
孙泽洲:我们不是简单地把伞用飞机拉到空中,然后把伞一扔就行。对进入地球的航天器来讲,用这种方式验证这个伞可以,但火星大气比较稀薄,我们要在距离地球地面30多公里高度的情况下进行模拟,才能跟进入火星时大气密度比较相似。我们为了验证这个伞,新研制了一枚火箭弹,把伞装到模型上去,通过火箭弹把它打到我们要求的30—50公里的高度,火箭弹再把它分离出来。这个伞和模型之间再用我们的程控来控制,进行开伞,模拟在火星上开伞的过程。
34岁担任副总设计师,38岁担任系统总设计师,如今51岁的孙泽洲已经作为总师放飞了嫦娥三号、嫦娥四号和天问一号三个深空探测器。从“奔月”到“探火”,正是千千万万和孙泽洲一样的航天人不断问天,推动着***探测器一步步远行,探索深空的奥秘。
孙泽洲:上世纪九十年代初我来到五院,那时候任务真的很少,一年发射不了一颗型号,后来从九十年代末开始有一个快速的发展期,这个发展期给我们提供了一个很好的平台,到现在我们也在重视这方面,大胆地给年轻人压担子,给他们更多的信任,那天我还说,以后的深空探测真的需要80后,甚至要让更年轻的人担当主力。为什么这么说?像我们现在到月球几天的飞行,到火星几个月的飞行,到木星几年的飞行,以后要到天王星、海王星,那可能需要几十年的飞行。
记者:我入职的时候它飞走,我退休的时候他才到。
孙泽洲:所以我们开玩笑,下回更远的行星探测我们一定要选一个30岁的总师,要不然等飞到了,总师都退休了。