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空间|有场发布会 | 我国2025前后实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测

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有场发布会 | 我国2025前后实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测
6月12日 ， 国家航天局举办新闻发布会 ， 介绍我国首次火星探测任务情况 。
我国计划2025年、2030年前后分别实施小行星探测和火星取样返回
中国国家航天局新闻发言人许洪亮在会上表示 ， 中国将在2025年前后实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测任务；2030年前后实施火星取样返回任务；后续还将实施木星系环绕探测和行星际穿越探测任务 。
许洪亮表示 ， 国家航天局目前正在制定航天发展“十四五”规划 ， 并按照国家建设航天强国决策部署 ， 加快推动空间科学、空间技术、空间应用的全面协调发展 ， 未来一段时期 ， 重点提升航天科技创新动力、经济社会发展的支撑能力 ， 同时积极开展更加广泛的国际交流合作；将继续实施国家重大科技工程 ， 提升航天综合实力；将重点推进行星探测、月球探测、载人航天、重型运载火箭、可重复使用天地往返运输系统、国家卫星互联网等重大工程 。
在月球探测方面 ， “十四五”时期 ， 中国将发射嫦娥六号、嫦娥七号探测器 ， 实施月球极区环境与资源勘查、月球极区采样返回等任务；后续还将发射嫦娥八号 。 在载人航天方面 ， 2022年底中国将建成长期有人照料的载人空间站 ， 开展航天员长期驻留、空间科学试验、空间站平台维修维护等工作 。
许洪亮表示 ， 中国将扩大航天合作交流 ， 增进人类共同福祉 。 在工程合作方面 ， 将持续推进国际月球科研站深化论证和技术攻关 ， 按计划推进中意电磁监测卫星02星、中法天文卫星、中巴地球资源后续星等卫星工程联合研制 ， 促进卫星数据共享与应用 。 在服务全球方面 ， 将继续推动“一带一路”空间信息走廊、金砖国家遥感卫星星座建设 ， 提供高质量的空间服务 ， 共同应对全球气候变化 ， 也包括应对近地小行星撞击风险等共同挑战 。
在促进交流方面 ， 许洪亮称 ， 中国将充分发挥航天领域多双边机制作用 ， 重点支持海南国际航天城的建设 ， 鼓励科研机构、航天企业、高等院校积极开展科学研究、学术交流、展览展示、人才培养等不同层面的国际交流与合作 。
我国探火将认识火星古环境特征和演化 ， 研究古火星宜居环境
6月11日 ， 国家航天局公布天问一号探测器着陆火星首批科学影像图 ， 这标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功 。 我国开展火星探测的科学预期是什么？
6月12日 ， 在国家航天局举办的新闻发布会上 ， 我国首次火星探测任务地面应用系统总设计师刘建军介绍 ， 火星车上配备的6种科学仪器均已开机测试获取探测数据 ， “我们将围绕水/冰活动、火山活动等关键科学问题 ， 深入认识火星古环境特征和演化 ， 研究古火星的宜居环境 。 ”
为开展科学探测 ， 火星车上配备了六种仪器 ， 包括火星车雷达、磁场探测仪、成分探测仪、气象测量仪、多光谱相机和地形相机 。
其中 ， 表面磁场探测仪将是国际上首次在火星表面进行移动的磁场测量 ， 获得精细尺度的火星磁场信息 。
同时 ， 国际上先进的火星车雷达和表面成分探测仪 ， 通过双频段全极化雷达获取火星浅层结构 ， 探测可能的地下水/冰分布；通过激光诱导光谱方式 ， 获取火星表面岩石的化学元素组成 。
此外 ， 多光谱相机、地形相机和气象测量仪 ， 将感知火星表面环境 ， 测量火星表面温度、气压、风速、风向和声音 。
刘建军表示 ， 目前 ， 6种科学仪器均已开机测试获取探测数据 ， 正在开展科学探测 。 “我们将围绕水/冰活动、火山活动等关键科学问题 ， 深入认识火星古环境特征和演化 ， 研究古火星的宜居环境 。 ”
我国在环绕器上配置7种科学仪器 ， 比如双极化雷达、亚米分辨率的高分相机、500多个谱段的光谱分析仪、中分辨率相机 ， 刘建军表示 ， 这些都和目前国际上火星探测的最高能力处于同等水平 。
另外还有磁强计、离子与中性粒子分析仪和能量分析仪 ， 这主要是结合在一起对磁场与粒子空间环境进行探测 ， 为火星空间环境和大气逃逸机制研究获取第一手的资料 。
进入火星大气到最终着陆历时9分钟 ， 天问一号面临哪些挑战？
天问一号此次着陆火星面临哪些挑战？有何相应的技术创新？
我国首次火星探测任务探测器系统总设计师孙泽洲表示 ， 着陆下降过程是此次任务风险最高的环节 ， 从进入火星大气到最终着陆到火星表面 ， 历时虽然只有9分钟 ， 但过程非常复杂 。
“这个环节中我们要面对不熟悉而且多变的火星大气环境 ， 还要自主完成十几项的关键动作 ， 而且这些动作环节也是环环相扣的 。 ”从进入火星大气到最终着陆到火星表面 ， 要经过四个阶段 。 要把相对于火星4.8公里/秒的速度减到为0 。 这期间两段最为关键 ， 由于在火星减速进入过程中是利用大气减速 ， 这两段承担了减速98%的需求 ， 98%的减速都是利用火星大气来减速的 。
但是火星大气又跟地球不同 ， 密度不同、成分不同 ， 而且还有一些风速的多变性 。 “所以说这就决定了我们这次着陆任务过程 ， 对于火星的着陆 ， 与地球的进入和着陆 ， 以及月球的着陆的差异性 ， 是面临最主要的挑战 。 ”
对于这样的新环境 ， 我国在技术上做了哪些准备和技术创新？孙泽洲介绍了针对于气动减速段两项有代表性的技术创新和进步 。
第一是针对气动的影响 ， 首先通过全新的气动力、热的实验方法研究 ， 确定了针对于火星大气条件下进行气动力、热的算法和实验手段 。
“为此我们还改造了一些风洞 ， 进行二氧化碳成分影响等等实验工作 。 也是通过这样一个工作、算法和试验确定 ， 最终建立起完备的整个过程中气动力、热数据库 ， 这是一个基础 。 ”孙泽洲表示 ， 由这个基础设计了全新气动外型 ， 与地球进入不同 ， 与国外气动着陆外型也不同 。
同时 ， 针对火星大气进入 ， 我国采用了弹道升力方案 ， 提高对火星大气不确定性的适应能力 ， 降低不可干预环境带来的风险 。
“这样一个方案虽然可以很好适应火星大气环境不确定性 ， 但是也面临很多难题 。 ”孙泽洲表示 ， 其中一个就是进入过程中 ， 气动减速段需要一定的配平攻角 ， “在开伞前我们又把这个攻角调回来 ， 利于我们开伞尾流对称性 ， 使开伞的风险更小 。 ”
我国在国际上首次采用配平翼的打开 ， 利用火星大气阻力进行攻角调整 。 这一方案相比以往火星表面进入的方案 ， 系统重量只有国外的10% 。 “这就是气动力、热方式以及我们技术方式上的创新 。 ”
第二是降落伞 。 孙泽洲表示 ， 地球返回中也有降落伞 ， 火星大气稀薄 ， 采用这个外型操作有不稳定性 ， 虽然都是伞 ， 但是开伞方式不同 ， 针对这样一个超音速、低动压、低密度情况下 ， 我国设计了新的伞型 ， 开展了仿真分析方法的完善以及地面实验方案的构建 。
【空间|有场发布会 | 我国2025前后实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测】针对地面模拟困难 ， 国内首次利用火箭弹 ， 在距离地面30公里左右高空开展全过程模拟 。 “这也是第一次使用 ， 也遇到很多困难 ， 但最终我们在地面做了完整的开伞验证 ， 也为这次任务顺利进行或者成功着陆奠定了很好的技术基础 。 ”
此外 ， 火星表面巡视跟月球还有不同 ， 火星表面呈现低光照 ， 太阳光能量相对比较小 。 火星表面容易出现沉陷 。
“针对这两点 ， 我们在技术上怎么解决？”孙泽洲表示 ， 首先是首次在国际上、在火星上采用太阳能集热器技术 ， 使得对太阳能利用率达到80% ， 极大提高对太阳能利用效率 ， 也为火星车在火星表面提供了很好的温度保障 。
针对沉陷这样的火星特殊地貌下如何可靠行使 ， 我国采用主动悬架系统 ， 这个系统虽然实现起来复杂 ， 但是针对于可能的沉陷或者车轮故障、爬坡能力 ， 可以得到进一步提高 。
“我们可以主动改变我们移动的形态 ， 实现车体抬升、车轮抬升甚至蠕动等等形态 ， 一旦沉陷可以实现多种移动方式实现脱困 。 ”
孙泽洲说 ， 这也是国际上首次在地外天体采用主动悬架移动系统 ， 作用是更好适应我们在火星上稳健移动、可靠移动的目标 。 此外 ， 我国在星际通信、自主导航、自主管理等方面的方法方案和技术上也都有创新 。
国家航天局：近期正与NASA、欧空局开展火星探测器轨道数据交换合作
中国国家航天局新闻发言人许洪亮在会上表示 ， 为了保证火星探测器在轨卫星安全 ， 近期中国正在与美国国家航天局(NASA)、欧空局开展火星探测器轨道数据交换合作 。
许洪亮介绍 ， 在天问一号火星探测任务中 ， 中国国家航天局和欧空局、法国国家空间中心、阿根廷空间活动委员会、奥地利研究促进局等4家航天机构通过载荷搭载、测控支持等方式开展了广泛合作 ， 同时中国还正与法国、奥地利、俄罗斯等有关机构 ， 就天问一号火星探测数据的应用合作保持沟通 。
“同时为了保证火星探测器在轨卫星安全 ， 近期我们正在与美国国家航天局、欧空局开展了火星探测器轨道数据交换合作 。 ”许洪亮表示 ， 在月球与深空探测领域开展国际合作是国际通行惯例 ， 因此中国在谋划下一步发展过程中 ， 不论是探月工程四期还是小行星探测 ， 包括国际月球科研站 ， 中国都坚持开放的态度 ， 按照共商共建共享原则跟国际同行正在开展广泛合作 。
国家航天局：天问一号任务实现了中国航天史的“6个首次”
在天问一号一步实现“绕、着、巡”的目标圆满实现 ， 我国首次火星探测任务取得圆满成功之际 ， 国家航天局6月12日在京举行新闻发布会 。 国家航天局新闻发言人许洪亮表示 ， 天问一号任务成功是我国航天事业自主创新、跨越发展的标志性成就 。
许洪亮说 ， 在我国航天发展史上 ， 天问一号任务实现了6个首次 ， 一是首次实现地火转移轨道探测器发射；二是首次实现行星际飞行；三是首次实现地外行星软着陆；四是首次实现地外行星表面巡视探测；五是首次实现4亿公里距离的测控通信；六是首次获取第一手的火星科学数据 。
“在世界航天史上 ， 天问一号不仅在火星上首次留下中国人的印迹 ， 而且首次成功实现了通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标 ， 充分展现了中国航天人的智慧 ， 标志着我国在行星探测领域跨入世界先进行列 。 ”许洪亮说 。
许洪亮表示 ， 天问一号任务成功是全体参研参试人员八年来团结拼搏、不懈努力的重要成果 。 我国首次火星探测任务起点高、难度大、挑战多 ， 从论证阶段开始 ， 就面临环境新、距离远、时延大、环节多等诸多难题 。
我国首次火星探测任务探测器系统总设计师孙泽洲介绍 ， 火星的着陆下降过程是我们此次任务风险最高的环节 ， 这个环节中我们要面对不熟悉而且多变的火星大气环境 ， 还要自主完成十几项关键动作 ， 而且这些动作环节环环相扣 。
“一次实现‘绕、着、巡’ ， 可喜可贺 。 但是我们毕竟是第一次去 ， 与世界先进水平相比、与成功了多次的国家相比 ， 我们怎么可能没有差距呢？所以越是在成功的时候 ， 我们越要正视自己的水平 。 ”发布会上 ， 我国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥向采访人员表示：“我们还要不断地去续写我们行星探测的新高度 ， 我们要确保每次的成功 。 我们时刻在跟自己比 ， 每次都有进步 ， 保持定力 ， 积小成为大成 。 ”
来源：新华社、中国新闻网、澎湃新闻等

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