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2020年火星探测计划:错过一次,再等两年

2019-09-19文泽波

大众科学 2019年7期
关键词:着陆器欧阳探测器

文泽波

刚过去的7月中旬,一场名为“2019软件定义卫星高峰论坛”的论坛在山东日照举行,中国科学院院士欧阳自远出席了该会议并透露:我们将通过火星卫星、火星着陆器、火星车天地联合探测火星。目前,火星车已经做好。值得注意的是,欧阳自远还补充道:如果丢了2020年这个机会,那么我们登陆火星的机会就得再等两年两个月。

探测任务之一:火星是否存在生命

事实上,在中国的月球探测工程不断取得突破以后,火星的探测便自然而然地成为了探测目标。欧阳自远表示,此次计划中,火星探测的科学问题主要有三个方面:一是是探测火星上的生命活动信息,主要包括火星上现在生命的信息;过去是否存在过生命,火星生命生存的条件和环境等;二是火星本体科学的研究,主要包括火星磁层、电离层与大气层的探测与环境科学,火星地形地貌特征与分区,火星表面物质组成与分布,地质特征与构造区划,火星内部结构、成分、内禀磁场探测等;三是探讨火星的长期改造与今后大量移民建立人类第二个栖息地的前景,为人类社会的持续发展服务。

据了解,火星表面有很多古河床,这证明火星以前是有河流的。并且火星的北部还曾经是一个大海洋。然而直到现在,人们还没有在火星表面上发现一滴水,火星表面的盐湖干了以后也只剩下了盐。中国希望能够探明火星上水源的情况,这些水是流失了?还是藏在地下了。欧阳自远表示:以往的观测和理论研究表明,太阳风与火星大气的相互作用只能造成其表面30%水含量流失。

火星已探明有地震和甲烷

2018年12月19日,美国宇航局的“洞察号”火星探测器成功登陆火星。今年4月25日,洞察号地震监首次监测记录到疑似微弱的火星地震,科学家认为这一次的火星地震事件。一旦能够监测到火星比较大的火震事件,科学家就可以通过地震波在火星内部不同物质间的传递和反射情况,构造火星内部的三维结构。

探测器还在火星大气发现了甲烷的存在,越来越多的证据表明,火星可能远比我们想象的要复杂和神秘,虽然目前科学家还没有在火星发现任何生命的存在,但是火星种种不寻常的发现,让科学家有一个期待:火星现在可能仍然有生命的存在,这些生命可能在哪里,有可能就存在于地表之下。

登陆火星每26个月有一次最佳时机

火星的一个运行周期为26个月,因此每26个月会有一个最佳的时间窗口,在这个时间窗口的节点上,火星是距离地球最近的。根据科学测算,2020年会有一个时间窗口,中国想抓住这次机会。地球绕着太阳转一圈是365天,而火星绕着太阳转一圈大概是687天。有时候地球在太阳的这边,火星在太阳的那边,你根本到不了火星。所以一定要赶上某一个关键的时候,也就是地球跟火星存在一定夹角的时候,在地球上发射探测器才可以,而飞到火星轨道上,至少要飞将近7个月左右。也正是这样的原因,火星探测是一项高风险的科学探索行动,截止目前人类探测火星已有45次,但成功的只有18次,成功率只有40%。

探測任务艰巨

前苏联火星探测器2MV-3 No. 1于1962年11月4日发射,由于发射该探测器的火箭出现问题,该探测器在发射后从未脱离近地轨道,登陆失败;前苏联在1971年5月发射了“火星2号”(Mars 2)和“火星3号”(Mars 3)两个火星探测器,其中火星2号以大约6千米/秒的速度进入火星大气层后,着陆系统出现故障未按预定程序控制着陆器的降落,减速伞未打开,坠落在火星;“火星3号”成功登陆,但是仅仅工作了20秒便失去通信联系,通信系统故障。

还是前苏联,“火星6号”穿过火星大气层时只通信系统出错,维持了224秒后失去联系;“火星7”号从距离火星1300公里处掠过,因为着陆器时间错误,并未接触到火星。接二连三的失败,前苏联至此放弃了登陆火星的计划。

美国宇航局的“火星极地着陆者号”1999年到达火星,但是到达之后并没有发回信息,分析认为着陆时便已损毁。10年后,NASA的“凤凰号火星登录器”再次成功登陆,在工作了近半年后,由于电力不足,与地面控制失去了联系。

中国计划在2020年7月份正式发射火星探测器,预计2021年初到达火星,着陆火星表面并进行巡视探测。我国已完成了火星探测轨道设计、测控通信、自主导航、表面软着陆等关键技术的科研攻关,这为我国开展自主火星探测奠定了技术基础。其后,中国还计划2028年左右进行第二次火星探测任务,并采集火星土壤返回地球。(编辑/侯帮虎)

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