搭載有我國首顆火星探測器“螢火一號”的俄羅斯“福布斯—土壤”探測器,于北京時間11月9日4時16分在位于哈薩克斯坦境內的拜科努爾發射場發射升空。按計劃,升空後,“福布斯—土壤”探測器上的主發動機將開始工作,並通過3次點火將兩個探測器送入環火星軌道。但隨後,“福布斯—土壤”探測器發生“意外情況”,其主發動機未能點火工作,沒有按計劃實行變軌。
為什麼要探測火星
因為距離太過遙遠,加上火星氣壓低,沙漠化非常嚴重,易形成強烈的風,卷起的狂沙形成塵暴,火星被航天界稱為“航天器的墓地”,從1960年起至今,人類探測火星大多以“悲劇”收場。1960年10月10日,前蘇聯向火星發射第一枚探測器,但這枚探測器連火星環繞軌道都沒有到達。2007年8月4日,美國發射“鳳凰號”探測器,“鳳凰號”最終與地面失去聯係。中國科學院空間科學與應用研究中心主任、“螢火一號”工程應用首席科學家吳季透露,自1960年以來,人類已經向火星發射了40多個探測器,只有15次成功進入了火星軌道,8次成功著陸。
既然探測火星這麼困難,為什麼各國還是熱衷于探測火星?吳季說,研究火星就相當于研究地球的歷史和未來,在所有的大行星中,火星和地球是最相似的:火星的自轉周期(24小時39分22.6689秒)幾乎與地球(23小時56分4.09秒)一樣,也有四季變化,火星表面有水的跡象和火山跡象,與地球相似,因此火星或許能為我們探索外星生命提供線索。歷史上,地球還曾出現過像現在的火星一樣異常寒冷的時期。未來地球會不會變得太熱,以致海水都蒸發掉,成為第二顆火星?這些問題通過探測火星可能找到答案。
吳季介紹,按計劃,“螢火一號”主要科學目標是探測火星空間環境、火星大氣環境等。其中,對火星電離層剖面的探測,以及對火星磁場、磁層、邊界層在太陽活動下有何關係的探測等工作都屬人類歷史首次。
“螢火一號”探測面臨諸多挑戰
記者從中國科學院空間科學與應用研究中心獲悉,“螢火一號”火星探測器長、寬各約75厘米,高60厘米,兩側太陽帆板展開後長近8米,質量約115公斤,設計壽命2年。按計劃,它將對火星進行為期一年的在軌探測,執行探測火星及其空間環境、大氣環境等任務。
中國空間技術研究院高級工程師侯欣賓博士說,即便“福布斯—土壤”探測器順利實現變軌,“螢火一號”的探險之旅也困難重重。火星與地球之間的最近距離約為5500萬公裏,最遠距離則要超過4億公裏,“螢火一號”大約要經過10多個月的飛行才能到達火星軌道。另外，當地面發出指令,衛星20鐘後才能作出反應,而地球相關研究人員收到信息反饋又需20分鐘,這又為探測火星增加了難度。
吳季透露,“螢火一號”上行命令主要由俄羅斯地面站和歐空局地面站幫忙接收,下行命令則由中國地面站、俄羅斯地面站和歐空局地面站分時段進行接收。中國地面站主要依托國家天文臺位于北京密雲的50米射電望遠鏡和位于雲南的40米射電望遠鏡接收“螢火一號”傳回的數據。因距離太遠,數據量大,三個地面站聯合起來也只能下載“螢火一號”衛星在探測中獲取的5%—10%數據。
專家表示,“螢火一號”還將面臨嚴寒的考驗。在到達火星軌道兩個月後,“螢火一號”將遭遇7次、最長時間達8.8小時的“長火影”時期,即進入火星陰影內,太陽能帆板接收不到能量而無法工作,維持運行只能依靠有限的蓄電池,周圍環境溫度達到零下200℃左右,如果防寒措施不到位,有些部件極可能被凍壞。
我國將靠自主創新開展火星探測
搭載俄羅斯航天機構的運載工具探測火星,面臨著不可控的風險。“福布斯—土壤”推遲兩年後發射又未能按計劃實現變軌即是一個明顯的例子。記者從中國航天科技集團公司了解到,在“螢火一號”的基礎上,我國將主要靠自主創新開展火星探測研究。據悉,中國自主火星探測還處于專家深化論證階段,在未來火星探測任務確定以後,我國在軌道設計、星地通信、自主導航等方面還有很多難關需要攻克。
中國航天科技集團公司科技委副主任于登雲介紹,我國火星探測將分“繞、落、回”三步進行:第一步是實施火星環繞探測,並開展軟著陸技術驗證;第二步是實施火星軟著陸,開展火星就位探測;第三步是實施火星無人採樣返回。
中國空間技術研究專家龐之浩表示,按計劃,中國將力爭在2013年用自己的運載火箭和深空測控網,發射、運行中國火星探測器。他說,“繞、落、回”三步實施後,我國火星車終將在火星荒原上馳騁,取樣返回探測器,把火星“歷史”帶到我們眼前。
http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/tech/2011-11/10/c_122259987.htm
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