火神 火神踏星,天问一号成功着陆火星!这些问题和孩子一起学
据国家航天局消息,科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认,5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。
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凌晨1时许,天问一号探测器在停泊轨道实施降轨,机动至火星进入轨道。4时许,着陆巡视器与环绕器分离,历经约3小时飞行后,进入火星大气,经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲,成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后,环绕器进行升轨,返回停泊轨道,为着陆巡视器提供中继通信。后续,“祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。
火星探测风险高、难度大,探测任务面临行星际空间环境、火星稀薄大气、火面地形地貌等挑战,同时受远距离、长时延的影响,着陆阶段存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等难点。天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术,实现了我国首次地外行星着陆,是中国航天事业发展中又一具有重大意义的里程碑。
目前,人类火星探测任务成功率仅有五成左右,大部分都是折戟在“进入、下降、着陆(简称EDL)”阶段。我国的第一辆火星车祝融号将用何种方式着陆?面临哪些凶险?将完成哪些工作使命?
【 火神|火神踏星,天问一号成功着陆火星!这些问题和孩子一起学】近日,广州日报全媒体采访人员采访了北京大学地球与空间科学学院教授焦维新,请他对祝融号降落火星的难点、亮点及工作任务进行了解读。
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着陆平台和火星车模型。图片来源:新闻联播
天问之1
为何选择降落乌托邦平原?
乌托邦平原可以说是火星最大的平原,直径达到3000多公里,它低洼平坦,像个大海,也有学者认为,乌托邦平原是古代火星极区的海。选择乌托邦平原降落主要有两方面原因。
一,考虑安全性。我们预想的着陆点在北纬24.7度、经度100度左右相对平坦的区域,乌托邦平原正符合要求。当然这里也谈不上一马平川,依旧存在沟壑。最终我们能否着陆到平坦区域,取决于火星车着陆前的避障动作。
二,考虑科学价值。这是我们首次踏上火星,目前可以得知,在乌托邦平原地区,有相当大可能是含有地下“水冰”,这不是纯粹的冰,而是含有沙土的冰,且含冰量相当大。值得关注的是,我国火星车有设置地表下探测雷达,可以对火星地下一定深度进行探测,科学价值很大。
天问之2
祝融号有哪几种工作模式?
按照预定计划,火星车将在成功着陆后3个火星日内依次展开桅杆、太阳翼和定向天线并与环绕器建立UHF器间通信链路,9个火星日内完成驶离着陆器至火星表面,15个火星日内完成初期数据下传。
在晴朗的天气,火星车正常工作,工作模式包括待机/充电、环境感知、移动、探测、通信和火夜6种;当遇到沙尘天气时,火星车进入最小工作模式;当遇到重度沙尘天气时,火星车自主断电休眠,以保护自身仪器设备免受恶劣天气的损害。
天问之3
自动休眠自动唤醒怎么切换?
我们的火星车相当于一个“移动智能体”,可以实行自主管理、自主故障诊断与自主处置。比如,如果它的“眼睛”看到外界灰蒙蒙,可以自主判断将会面临长时间尘暴等极端天气,火星车能源状况不佳,且预期在短时间内无法得到改善,就会全系统断电,进入休眠模式,直到光照条件得到改善,才会重新进入充电模式。
天问之4
火星车振动翅膀对付火星尘?
在火星上,还有一大“拦路虎”——火星尘。由于火星光照强度小,加上火星大气对阳光的削减作用,火星车能源供给较为困难,如若遇上沙尘覆盖火星车,则更会导致热量传导不足,让光学载荷“蒙尘”。此前,美国的激励号便是“栽”在了沙尘暴上。
“但是我们的祝融号采取的是不容易沾染灰尘的车体材料,并且这种材料可以通过振动将灰尘抖落掉,从而不会影响发电效率。”焦维新教授表示。
火星车降落步骤
降落步骤1
进入火星大气层
降落步骤2
降落伞展开
降落步骤3
抛掉大底和背罩,
反推发动机点火减速
降落步骤4
着陆缓冲,悬停避障
9分钟内将秒速从4.8千米降到零。
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