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        今年暑假,來看看熱鬧的火星探測派對

        2020-07-20 16:21:22鸑鷟鹓鶵
        中學(xué)生天地(A版) 2020年6期

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        2020年的夏天,對大家來說,可能暑假的余額普遍不足。然而,還有一群人也在忙碌著。他們有一個共同的遠(yuǎn)大目標(biāo)——火星!

        在這場有史以來最熱鬧的火星探測派對中,我國的航天工程師們將迎接前所未有的挑戰(zhàn)。

        接下來,我們一起來探尋這場派對的秘密吧!

        每26個月一次的機(jī)會

        地球與火星,有點(diǎn)像太陽系中的“孿生兄弟”?;鹦巧弦灿兴⒋髿?,可能存在過生命。正因兩者有太多的相似之處,科學(xué)家對火星一直非常著迷。

        然而,即使是雙胞胎,兩個人的脾氣都會有差別,更何況是兩顆星球。地球和火星的軌道不同,繞太陽的公轉(zhuǎn)速度也不同,這導(dǎo)致兩者并不總是保持固定的距離。地球與火星最遠(yuǎn)可以相距4億公里,最近只有0.5億公里。因此,盡管人類隨時都可以派出“使者”前往火星,但最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的飛行路線,是利用每26個月才有一次的窗口期。

        最近的一次機(jī)會,正是在2020年7月。這個窗口期,史無前例地匯集了多個航天機(jī)構(gòu)。要知道,在上一次2018年的窗口期,只有一個火星探測器啟程。

        中國火星探測器閃亮登場

        這次火星探測窗口期,最讓我們期待的,當(dāng)數(shù)我國的火星探測計(jì)劃“天問一號”。這是我國首個獨(dú)立開展的火星探測計(jì)劃,要一次性完成火星繞(軌道器)、落(著陸器)、巡(火星車)的目標(biāo)。

        對于首次自主挑戰(zhàn)火星的“玩家”來說,這個起點(diǎn)可不低,放眼全世界,也是第一次。對大多數(shù)“玩家”而言,順利抵達(dá)火星且不迷路,就算初戰(zhàn)告捷了。即使是一些老“玩家”(比如歐洲),現(xiàn)在也還沒能讓火星車在火星上走兩步。

        我國航天工程師們的信心,正來自我國航天人多年來積累的經(jīng)驗(yàn)。大家都知道,“嫦娥三號”和“嫦娥四號”都成功在月面進(jìn)行了繞、落、巡,并開展了多項(xiàng)深空測控的任務(wù)?!版隙鹚奶枴边€實(shí)現(xiàn)了人類首次月球背面的軟著陸。這說明,我國繞、落、巡的各項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟了。

        不過,月球和火星還是不一樣的。為了應(yīng)對火星探測的難點(diǎn),我國的航天工程師們早已在緊鑼密鼓地進(jìn)行大量的試驗(yàn)。在距離北京100千米外的地方,坐落著一座亞洲最大的地外天體著陸綜合試驗(yàn)場,科研人員在這里模擬“天問一號”在火星上將會遇到的眾多挑戰(zhàn)。

        去年11月,我國對外公開展示了火星著陸器懸停避障試驗(yàn)?!爸懫鳌痹?0米高空與塔分離,模擬降落傘分離后的自由落體。此時,“著陸器”要使用反沖發(fā)動機(jī),使自己主動懸停在“火星”地表上空。“著陸器”在67米的高度懸停,并緩慢下降到20米的高度。這次試驗(yàn)?zāi)M的是著陸器著陸前的最后階段,“著陸器”要自主選擇平坦的著陸點(diǎn),并最終著陸。

        幕后的保駕護(hù)航

        去年年底,“長征五號”火箭復(fù)飛成功。這是我國現(xiàn)役最大、最重的火箭。要把“天問一號”“嫦娥五號”等國之重器送入太空,必須有“長征五號”這名大力士的護(hù)送,把最高重達(dá)4噸、相當(dāng)于2輛小汽車的探測器送到火星。

        今年3月,我國首次火星探測任務(wù)無線聯(lián)試圓滿完成。這次聯(lián)試的對象,可是貨真價實(shí)的“天問一號”。在生活中,如果兩個人隔著山說話,可能會聽不清,這時就需要山頂上有人幫二人傳話。同樣,“嫦娥四號”降落在月球背面,與地面無法直接聯(lián)絡(luò),因此需要“鵲橋號”中繼衛(wèi)星牽線搭橋?;鹦翘綔y器也需要相應(yīng)的“傳話筒”,環(huán)繞火星軌道的軌道器,將為地面和火星著陸器、火星車之間“轉(zhuǎn)發(fā)”信息。

        正是這些幕后的工作,為我國的首次火星探測保駕護(hù)航。

        “天問一號”不久就要啟程了。2021年上半年,它將抵達(dá)火星,迎接挑戰(zhàn)。

        挑戰(zhàn)火星的其他“玩家”

        世界各大航天機(jī)構(gòu)幾乎都參與到了今年的火星探測中。

        美國這次向火星投送的火星車是“毅力號”。它將攜帶更多先進(jìn)儀器,進(jìn)一步探索火星宜居的可能,也為未來的火星采樣返回做準(zhǔn)備。

        歐洲空間局和俄羅斯宇航局繼續(xù)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,他們的探測計(jì)劃名為ExoMars(意為尋找火星生命)。2016年,探測器ExoMars2016成功環(huán)繞火星,卻在著陸時折戟紅色星球,著陸器在火星墜毀。那次伴隨著失敗的成功,讓他們更加謹(jǐn)慎。然而,受疫情等因素的影響,原定于2020年發(fā)射的火星探測器推遲到下一個周期。

        除了大家熟知的航天機(jī)構(gòu),還有一些生面孔,比如阿聯(lián)酋的穆罕默德·本·拉希德宇航中心。他們要借助日本的H-IIA火箭,發(fā)射“希望號”火星探測器。

        未來的火星一定會越來越熱鬧。接下來,中國的火星探測將嘗試火星采樣返回。這是一個全世界都還沒實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),也是中國航天想要突破的一個創(chuàng)舉。

        相信在不遠(yuǎn)的將來,人類能夠更加頻繁地往返于地球和火星,并在火星建立人類航天的前哨空間站。而在更遠(yuǎn)的未來,人類甚至可能改造火星,讓這個寂寞的紅色星球也變得宜居起來。

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