人類為什麼要揮測火星
神祕的火星一直吸引著人類美注的目光,自從航天時代開始以來,世界各國己經向火星發射了40多顆探測器,人類為什麼要探測火星?主要有以下幾個原因:
1.求知慾是人類的本性
好奇心和求知慾是人類的寶貴本性,人類渴望更深刻地揭示大自然的奧祕。人類的這種慾望將永無止境.1877年,義大利天文學家新基帕雷用望遠鏡發現火星上有許多細長的暗錢和嗜區,有人認為暗錢就是運河,暗區就成了“湖治”.有運河就有智慧生命的大規模活動。於是,一個多世紀以來,有美這顆紅色星球上的火星人和火星生命的傳說、猜測和擺測不斷出現,吸引著人們不斷對它探索。
2.火星在許多方面與地球相似在太陽系中,金星和火星是地球的近鄰。但是,金星上的環境條件過於嚴酷,表面溫度超過450℃,異常濃密的大氣中充盈著硫酸液滴,探測器都無法在上面生存,探測和開發的難度很大。而被人們稱為“袖珍地球”的火星,在許多地方與地球十分相似:火星自轉一週是24.66小時,晝夜只比地球上的一天多40分鐘;火星自轉傾斜
角也和地球相近,所以火星上也有春夏秋冬四季的氣候變化;火星上還有大氣層。因此,火星有望成為繼月球之後人類的又一塊新大陸。
3.科學探索的需要
根據科學家的研究,太陽系的八大行星中,只有火星有可能存在生命資訊,因為火星有許多與地球相似之處。
研究火星的另一個目的是研究火星是如何形成、演化的。因此,研究火星同時也能加深我們對於地球和太陽系起源和演化的認識,這是一個值得永遠探索的基本問題。同時,大約40億年以前,火星與地球氣候相似,也有河流、湖治甚至可能還有海洋,未知的原園使得火星變成今天這個模樣。探索火星氣候變化的原園,對保護地球的氣候條件具有重大意義。同時,火星上也有一個臭氧層空潤,研究火星有助於了解地球臭氧層空潤消失對地球的影響。
4火星揮測可實現
火星距離地球比較近,方便探索,在工程上也更易實現.探測器只飛行7~10個月,就可從地球到達火星,基於人類現有的航天能力,任務週期比較合適.其他一些星球雖然也有生命的可能性,但距離地球太遠,實現探測有困難。
中國為什麼要選擇2020年探測?
火星登陸火星並不是一件容易的事,地球和火星最近時,也有5600萬千米的距離,是我們和月亮距離的140倍,想要靠火箭的動力突破這一距離,目前是不可能的。因此,我們需要藉助地球的公轉速度,沿著一條連線地球與火星的橢圓形軌道,把探測器“甩”到火星,不過,需要合適的時機,才能實現這一過程,這樣的時機被稱為“發射視窗”。這是因為地球和火星都是在自己的就道上執行,當火星探測器離開地球機道時,是沿著一條以太陽為焦點、近日點在地球就道上、遠日點在火星就道上的橢國航錢飛往火星.只有當探測器到達遠日點與火星就道相切時,火星也正好執行到那裡,探測器才能與火星交會,這是發射火星探測器最適宜的時候。
在這個時間視窗發射火星探測器,不僅對運載火箭來說是最省能量的,同時,發射宇宙探測器的有效我荷也會相應增多。這種特定的時機和位置不是經常有的,每雨26個月才出現一次.2020年就將迎來一個視窗期,大約1個月。如果錯過這一次發射視窗,就必須再等26個月才能進行下次發射.
火星探測的主要任務是:
1.探測火星上的生命活動資訊,包括火星上現在生命的資訊、過去是否存在過生命、火星生命生存的條件和環境等。關於火星的種種退想,總是被殘酷的現實所取代,然而,還是有很多神奇的現象,等待更精確的解讀。
2.對火星本體的科學研究,為研究火星積累資料,主要包括火星磁層、電離層與大氣層的擺測與環境科學,火星她形地貌特徵與分割槽,火星表面物質組成與分佈,地質特徵與構造,火星內部結構、成分、內部磁場揮測等。
3.探討火星的長期改造與今後大量移民、建立人類第二個棲息地的前景,為人類社會的持續發展服務。
那麼首次登陸火星難度何在?
火星探測與月球探測最大的不同在於距高的懸殊。地月平均距離為38萬千來,而地火最近距離為100萬千米,最遠為三四億千來。在進行探月任務時,嫦娥一號、二號實施繞月,嫦娥三號才實現軟著陸,在前面發射成功的基礎上,進行登月成功的可能性就大。但是,中國的首次火星探測則將一次性走完“佛”“落”“巡“三步,對科技人員的測控能力有極高的要求.有人比喻,讓火星探測器精準著陸,相當於從巴黎擊出一隻Golf,落在東京的一個洞裡.
首先要解決運載火箭的難題,要讓探測器脫離地球引力必須達到第二宇宙速度11.2千米/秒,這樣才能確保探測器不奢向其他天體。而中國運載“嫦城”火箭的速度只有10.9千米/秒.
現在,我們已經有長征五號火箭,它為中國的火星探測提供最基本的條件。
其次是探測訊號問題.探測器的訊號對地面指揮尤其重要,沒有訊號就無法判探測器是否進入軌道,也無法對探測器飛行做出調整,一旦捕獲探測器的訊號,就像聽到新生嬰兒落地的啼哭聲一樣,火星距離地球特別遙遠,由於距離越遠訊號越弱,同時地球至火星的距離還帶來至少10分鐘的訊號延時,在這種情況下,對它進行控制,就要採取一系列不同於以往任務的措施和技術,使它能夠在火星表面完成就定的工作,同時要保證巡視器的安全,探測器進入火星軌道和著陸的那段關鍵時間,只能依靠研究人員提前輸入的資料,由探測器進行自主判斷,這增加了火星探測任務的難度。
探測火星時最危險的環節在於進入火星就道和著陸兩個階段.什麼時候“剝車”進入火星就道、進入就道的角度是多少,何時開啟、何時降落,用什麼方式著陸…每個環節都不容有失,都需要精準計算。因此航天器著陸的7分鐘被稱為“恐怖7分鐘”。
面對“火星探測”的種種難度,中國己做了大量準備工作。希望我們完美完成目標。