
为什么“天问一号”舍近求远探索火星?各国火星探测竞赛进展如何?
最近几十年,随着航天技术的发展,人类的目标已经从月球转向了登陆火星,而火星也是人类除了月球之外探测和尝试登陆任务次数最多的地外天体,并且“登陆火星”已成为了世界各国争相实现的深空探测目标。
大约每隔780天左右,会出现一次火星冲日,也就是太阳、地球与火星会近似成为一条直线。这时它们的距离也就是地球和火星公转轨道的距离,大约0.6个天文单位,9000万公里。
我们知道,行星的运行轨道都是椭圆,因此就存在近日点和远日点,所以当地球处于远日点而火星处于近日点的时候,距离还可以进一步减小。2003年,火星和地球的距离达到了6万年来最近的一次,只有5500万公里。
最近的一次火星冲日将发生在今年的10月13日,错过之后,就要再等2年多里,因此对于探索火星,今年无疑是一个特殊的年份。
为什么我们要“舍近求远”去探索火星呢?事实上,金星才是距离地球最近的一颗行星,位于地球轨道内侧,距离地球最近时:4300万千米左右,并且形状与地球极为相似,体积是地球的0.88倍,质量是地球的80%,而火星距离地球最近也有9000万千米,而且体积和质量还远远小于地球。
主要有以下几个原因:
1.金星上没有磁场,一个行星是否宜居,最基础的要有磁场的存在,因为磁场可以抵挡太阳风暴,虽然火星上的磁场比较弱,但与金星相比,火星已经好很多了,在金星上完全没有磁场,那就很难有生命的存在了。
2.金星上的温度非常高,平均温度超过了460摄氏度,而且大气中二氧化碳达到了96%以上,在如此恶劣的环境下,连探测器都无法抵挡。
3.金星的表面有着大量的硫酸雾,所以太阳光无法完全照射在地表。
4.在金星的气压是地球的92倍,如果登上金星的话,相当于一个成年人背着一个47吨重物产生的压强。
红色星球——火星。从太阳系由内向外数,离太阳最近是水星、然后是金星,第三是地球,第四就是火星,是太阳系八大行星中第二小的类地行星,直径大约只有地球的一半,质量大约为地球的14%。
虽然从表面来看,火星上是一片荒芜,地表沙丘,乱石遍布,但火星却是太阳系内与地球最相似的行星,首先是火星的自转周期,大概是24.6小时,这与我们地球非常接近。
其次火星绕太阳公转一周需要687天,在地球上差不多是2年的时间,最后火星跟地球一样都有四季变化,最冷的时候,火星表面的温度可以低至零下100多度。
但在夏天,太阳直射区域温度可以上升到20摄氏度左右,在火星赤道附近的最高温度还能达到30摄氏度左右,与我们地球现在的日常温度已经很接近了。
1960年10月10日,苏联发射了探测器“火星1A”号,这是人类对火星进行的第一次尝试,自此之后拉开了人类探索火星的序幕。迄今为止,人类对火星的探测共进行了45次,但成功的仅仅只有18次,也就是说探索火星的成功率只有40%。
探索火星的难点在哪里?首先就是距离问题,月球与地球之间有38万千米,这已经算得上是遥远了,但地球距离火星最近的时候也需要5500万千米,最远可达有4亿千米,距离变化区间也太大了。
其次通信延时问题,探测器如果要想登陆火星,地面通讯非常重要,因为在地球上仅需0.13秒就可以实现任意两点的通信,地月之间就需要2.3秒,而与火星距离最大时,就算使用光速通信也要有44分钟的延时。
然后是轨道问题,人类的火箭使用的是化学燃料,能力有限,只能选择“霍曼”转移轨道,这个过程需要6到11个月左右,而地月只需要3天左右;还有着陆,火星上引力范围很小,因此需要探测器精准的进入火星轨道。
最后是火星自身环境存在的问题,比如说在火星上存在着复杂的大气变化规律、空间辐射、沙尘暴等,打个比方来说,在火星上一个沙尘暴就是地球12级台风的6倍,就这样的风暴就可以把我们的探测器给吹走。
各国火星探测竞赛- 阿联酋的“希望号”
北京时间2020年7月20日凌晨5点58分,也就是今天早上,阿联酋的“希望”号火星探测器将在日本种子岛太空中心由日本H-2A运载火箭发射前往火星。
预计经过200多天、6000万公里的旅程,在2021年5月上旬抵达火星轨道,其主要任务是通过火星低层大气的特性,了解火星的天气动态,绘制全球气象图……
自此,开启了2020年国际火星探测的大幕。
- 中国的“天问一号”
计划在7月23日搭乘长征五号运载火箭于海南文昌航天发射基地发射送入火星轨道,预计将在2021年2月中旬进入火星轨道,当“天问一号”成功软着陆之后释放出火星车,将对火星上的大气、土壤进行探测,并寻找火星上的水资源。
- 美国的“毅力号”
计划7月30日搭乘阿特拉斯5火箭于佛罗里达州卡纳维拉尔角发射中心发射升空,于2021年2月下旬在火星赤道以北的耶泽罗陨石坑登陆。据悉,美国这次的火星任务总共耗资24亿美元,主要是为了寻找火星生命。

2024-11-04 广告