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探火成功率才一半,為何非去不可 八大問題帶你揭示火星探測的奧秘

來源:齊魯晚報 2020-07-24 04:52   http://www.017648.live/

人類為何要探測火星?這次去火星想干什么?火星探測難點在哪里?火星上究竟是什么樣子?多個問題帶你揭示火星探測的奧秘。

為什么最近“扎堆”去火星? 最近火星檔期有點滿。阿聯酋的“希望”最先啟程,中國7月23日發出“天問”,美國則把“毅力”留到了7月底。要不是疫情耽擱了,歐空局和俄羅斯合作的“羅莎琳德·富蘭克林”原本也會在這個時間出征。

為什么去火星要扎堆?據介紹,火星繞日公轉的周期大概是687個地球日,將近地球上的兩年,也就是說,如果是地球和火星從同一個經度出發的話,地球繞大約兩年之后,火星和地球又會回到同一個地方,在這種情況下,大約每26個月出現一個火星探測器發射窗口,地球到火星之間的飛行路徑是最短的,也是最省燃料的。

今年7月下旬至8月上旬就是本輪的火星發射窗口。

此次火星探測為期多久?

“天問一號”預計將于2021年2月左右到達火星,科學觀測階段將于2021年4月開始。

著陸器/流動站將在飛船抵達后兩到三個月在火星表面執行軟著陸,并在登陸器內進行候選著陸。大約240公斤的太陽能漫游車幾乎是中國玉兔二號月球漫游車重量的兩倍,預計將在火星上運行約90天。

“天問一號”任務是什么? 火星探測圍繞著一個主題是生命,“天問一號”的科學目標也圍繞這個主題來展開。據悉,此次探測目的是一次實現“繞、著、巡”三步走,即對整個火星進行全球觀測、成功著陸火星,以及火星車進行巡視勘測。

火星環繞器攜帶7臺儀器,火星車攜帶6臺儀器,此次任務的科學目標是:研究火星形貌和地質構造特征;研究火星表面土壤特征與水冰分布;探測火星土壤種類、風化沉積特征和全球分布;研究火星表面物質組成;識別火星表面巖石類型;研究火星物理場與內部結構等。

“天問”名字有啥講究?

我國行星探測任務命名為“天問”,首次火星探測任務命名為“天問一號”,而后續行星探測任務將依次編號。

“天問”名稱來源于中國偉大詩人屈原的長詩《天問》,2300多年前,愛國詩人屈原仰望星空,以《天問》提出177個問題,闡發對宇宙萬物的理性哲思。2300多年后,這些問題很多已經得到破解,但那種執著追問的精神,仍然鼓舞著一代代中國人前赴后繼去探索未知世界。

我國首次火星探測任務被命名為“天問一號”,厚植于中華民族傳統文化精髓,體現著跨越兩千多年的不懈求索,彰顯了中國人邁向更遠深空的毅力和決心。

火星探測究竟有多難? 那么,火星探測究竟難在哪兒?

第一,距離遙遠?;鹦蔷嚯x地球在5600萬—4億公里之間,且變化區間大。目前,人類探測器飛往火星耗時大約要7個月。

此外,火星與地球并不處在同一平面內,增加了軌道設計的難度。

第二,窗口難得。一旦錯過就需要等待兩年多。

第三,需要強有力的運載火箭。前往火星,不僅需要擺脫地球引力,還需要擺脫太陽的強大引力。

第四,著陸難度大?;鹦谴髿饷芏葍H為地球的1%左右,可以利用它對探測器進行減速,但過程中會產生高達2000攝氏度的熱量。而且火星表面溝壑縱橫,砂礫遍布,對著陸點的選擇和火星車的路徑規劃提出了更高的要求。

人類為啥非要去火星?

據公開數據統計,迄今為止,人類探火的成功率在50%上下,,比難度極大的人類探月成功率還要低。其中最大的一個困難就是“恐怖7分鐘”。即火星探測器在著陸火星過程中,需要在7分鐘之內,將探測器的時速從2萬公里降低到零。跟地球大氣層相反的是,火星大氣層非常稀薄,降速過程幾乎得不到火星大氣層的幫助。

既然如此,為何如此多的國家還甘愿不計代價“放手一搏”呢?

基于人類目前對于火星的認知,火星是離地球較近且環境最相似的星球,一直是人類走出地月系統開展深空探測的前站。由于自轉軸傾角和自轉周期與地球相近,火星的晝夜長短及四季變化與地球也幾乎一樣。

在以往的探測中還發現,火星的表面似乎有液態水流過的痕跡。此外,與和地球相類似的是,火星周圍也有大氣層。區別在于,火星大氣層的主要成分是二氧化碳,但是人類可以通過技術手段對火星進行“改造“,從火星大氣的二氧化碳中提取出氧氣,這樣不僅可以供人類呼吸,還能制成燃料。

而基于人類現有的航天能力,飛行大半年即可抵達火星,相比更遠的行星和衛星,探索火星的任務周期更為合適。

火星上到底是啥樣? 火星直徑約為地球的53%,質量約為地球的10%。地球自轉一天24小時,火星自轉一天約24.6小時,火星公轉一周約為地球公轉時間的兩倍。

火星表面平均溫度為零下55℃,晚上最冷時達到零下100℃。

火星上的沙塵暴很大,是地球上12級臺風造成影響的6倍。

火星大氣的氧氣含量不到0.2%,95%是二氧化碳,如果在火星生活,我們不得不住在密閉的生活艙里。

未來人類會移民火星嗎?

按照目前的理解,太陽現在處于壯年期,當它演化到老年期的時候,會變成紅巨星,甚至可能會膨脹到地球的軌道,讓地球不再宜居。未來人類的確有可能移居火星。

但是,即使研究發現火星可能支撐人類居住,開展火星移民也還有漫長的路,代價非常高昂。

綜合新華社、央視等

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