隨著長征五號復飛的時間越來越明朗,後續依靠胖五發射的任務又重新進入人們的視野。其中首當其衝的就是將於2020年7月發射的中國首次自主火星探測任務(2011年那次搭載螢火一號不算),由於地球到火星的霍曼轉移視窗每兩年才出現一次,因此胖五在完成今年的復飛後,明年的首要任務就是發射火星探測器。而近日中國深空探測首席科學家葉培建院士在接受採訪時,透露了很多火星探測器的一手資訊。
火星著陸器
火星探測器起名土不土?葉院士首先就透露了明年發射的火星探測器叫“火星一號”,於是不少人開始討論這個名字是否有點“土氣”和“簡單”了?比如中國的月球探測器叫“嫦娥系列”,非常有我們自己的特色,而8年前藉助俄羅斯火箭發射的“螢火一號”,也採用了火星古代的名字“熒惑”的諧音,一語雙關。於是有人問,為什麼中國明年的火星探測器不能叫螢火二號呢?別急,官方這不是還沒正式公佈名稱嘛,沒準還會有變化呢。
實際上按照中國深空探測的慣例,探測器的總稱(或任務總稱)一般都是計劃立項時確定的,比如嫦娥探月計劃;而探測器的分系統或者子系統,往往採用全球徵名的方式,比如嫦娥三號、四號攜帶的“玉兔號”月球車。由於火星一號探測器由三部分構成:軌道器(火星衛星)、著陸器和火星車,因此未來這三個模組很可能會拿出來單獨進行全國或者全球徵名。對於火星一號的名字,您怎麼看?如果讓你起名,這三個部分的名字你都想好了嗎。
火星一號著陸
為什麼才探火,為什麼要一步到位“繞、落、巡”很多人最關注的一點就是中國的首次自主火星探測要上演高難度,人類歷史上首次在4億公里以外進行“繞、落、巡”一步到位。即一次發射,同時攜帶一顆火星衛星、一個火星著陸器和一臺火星漫遊車,一下走完探月時三步才完成的使命。至於為什麼要這麼玩,一方面是通過月球任務我們已經成功進行了驗證,火星與月球在發射衛星的問題上只有距離遠近,因此我們需要一個不重複的更高目標。
同時由於中國2011年通過俄羅斯火箭搭載螢火一號任務失利,印度已經搶先我們在2014年將首顆衛星送入了火星軌道,並且已經穩定運行了5年。我們再重複印度人做的事情顯然也是不合適的,因此我們自己給自己上難度,在印度火星衛星成功的5年後一步到位,衛星、著陸、火星漫遊車統統搞定。其實還有一個更棘手的問題是中國為何現在才探索火星?簡單回答就是測控網、大火箭、科學需要同時到位了,水到渠成。
火星漫遊車
探索火星異常困難 稍有不慎便么蛾頻出火星向來都是航天器的墳場,世界範圍內除了美國和印度,其他國家的火星探測器基本都是有去無回,幾十年來火星探測的總成功率不足40%,遠低於探索月球的成功率。一方面火星距離地球最遠時有幾億公里,中國深空網建成前,只有歐美的深空探測網才有能力進行完整測控;另外接近火星軌道的宇宙環境比較複雜,宇宙射線、火星沙暴頻發,對各探測器威脅巨大。
比如兩年前歐洲的火星探測器一期衛星,在嘗試向火星投擲一顆模擬的著陸器時發生了意外,模擬裝置在接近火星幾公里的地方失去了聯絡。歐洲將在2020年發射的二期著陸器近期也進行了幾次著陸試驗,連續兩次都將降落傘撕裂,導致歐洲可能繼續推遲發射時間。我們的火星一號著陸器肯定也會遇到同樣的問題,因此葉培建院士說他自己反覆只抓一件事——火星降落傘,因為這是決定著陸成敗的關鍵!
火星著陸困難重重
火星探測是高難度,而中國的火星一號將是難中難。剛發射入軌的火星一號三個部分是連在一起的,它們共同利用霍曼轉移軌道奔向火星,抵達火星軌道剎車成為火星衛星後,衛星部分和著陸器部分將在軌分離,衛星繼續繞火飛行拍攝火星全貌(遠超印度只能拍火星赤道),而著陸器將攜帶著火星車經歷火星版的“恐怖8分鐘”進行著陸。成功著陸後火星漫遊車將緩緩駛出著陸器,並像玉兔號在火星上奔走進行科學考察。
“繞、落、巡”都非常重要,你如何打分火星一號將由胖五遙4發射
由於這是人類首次在火星上進行如此複雜的“炫技”,因此它的每一步都會牽動著無數人的心。“繞落巡”簡單說就是盯住你、靠近你、征服你。三個步驟其實每完成一步,都可以稱之為成功。舉個例子,如果火星一號滿分100分的話,發射成功我給10分,進入轉移軌道給20分,成為火星衛星給70分,著陸成功給90分,火星車成功出艙給95分,火星車行走百米以上給100分,換做是你能給多少分?