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阿联酋“希望”号拉开多国“探火”大幕

阿联酋首个火星探测器“希望”号20日由日本H2A运载火箭从日本鹿儿岛发射升空 。 “希望”号火星探测器的发射拉开了中国、美国、阿联酋火星探测年度大戏的帷幕 。 按计划 ， 今年7月下旬至8月上旬 ， 中国“天问一号”、美国“火星-2020”将陆续发射 ， 从而在全球掀起空前的火星探测新高潮 。
三国火星探测看点很多
7月20日 ， 发射入轨的阿联酋“希望”号火星探测器既是阿联酋的首个火星探测器 ， 也是阿拉伯世界首个深空探测器 。 它重约1.5吨 ， 设计寿命两年 ， 将在距火星表面2万至4万公里的轨道上环绕火星运行 ， 约每55小时绕火星一圈 。
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩对《环球时报》采访人员介绍 ， “希望”号的最大亮点是 ， 它是世界第一颗火星的气象卫星 ， 用于全面探测火星大气 ， 研究火星气候变化、低空天气变化、沙尘暴预报等 。
按计划 ， 我国将于7月下旬到8月上旬择机用长征五号运载火箭发射我国首个火星探测器“天问一号” 。 庞之浩表示 ， “天问一号”的最大亮点是将通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项任务 。 这在人类火星探测史上是前所未有的 。 采用这种“一举三得”的探火方式 ， 起点高、效益高 ， 但挑战大 。 如果成功 ， 将使我国深空探测能力和水平实现跨越式发展 ， 成为世界第三个在火星着陆的国家 ， 第二个在火星巡视的国家 。
美国将用“宇宙神-5”火箭发射“火星-2020”火星探测器 。 它携带的“毅力”号火星车最大亮点是收集火星内部岩石30块和土壤的样本 ， 然后放置在火星表面上 ， 未来将发射探测器把样本带回地球；用携带了火星氧元素原位资源利用实验仪 ， 将占火星大气96%的二氧化碳转化为氧气 ， 这对于探索火星的航天员至关重要；携带了世界第一架小型无人驾驶直升机“机智”号 ， 前往漫游车难以到达的地区或生物敏感地区进行区域勘探 。
为何发射窗口这么密集
据介绍 ， 阿联酋、中国、美国之所以都在今年7月下旬至8月上旬发射火星探测器 ， 是因为地球和火星都绕着太阳运行 ， 地球在里圈运行 ， 运行一圈要365天；火星在外圈运行 ， 运行一圈要687天 。 所以 ， 地球离火星之间的距离是不断变化的 ， 最近时有5500万公里 ， 最远时在4亿公里以上 。
为了节省发射成本 ， 一般在发射火星探测器时都选择地球与火星距离较近的时机 ， 而这样的机会每隔26个月才有一次 ， 今年7月下旬至8月上旬恰好是这样一个时间窗口 ， 所以阿联酋、中国、美国都选择在今年这个时间窗口发射 。 不过 ， 这个发射时段并不是火星离地球最近的时候 。 这与田径场赛跑类似 ， 跑外圈的运动员要在前面起跑 ， 跑里圈的运动员要在后面起跑 。 有一种最省能量的轨道叫霍曼转移轨道 ， 采用这种轨道可以很好地利用地球和火星的公转运动 ， 它要求火星探测器从地球发射时 ， 火星位于地球前方约44° 。 所以 ， 发射火星探测器一般是在地球与火星最近时刻 ， 即火星、地球和太阳依次排成一条直线前2-3个月 。
探火要闯哪几道关
人类探测火星起步于20世纪60年代 ， 到今年6月底 ， 共实施44次探火活动 。 其中完全成功的只有19次 ， 即使算上部分成功的 ， 也仅有23次 ， 成功率约53% 。 所以 ， 火星被称为探测器坟场 。
庞之浩表示 ， 由于火星距地球太远 ， 从探测器上发出电波 ， 经过几亿公里传到地球后十分微弱 ， 再加上宇宙噪声 ， 所以很容易把传输信号淹没掉 ， 为此对火星探测器测控通信系统提出很高要求 。 另外 ， 还是由于遥远 ， 火星探测器收发的信号传输延时很长 ， 这就要求探测器有较高的自主性 。
【阿联酋“希望”号拉开多国“探火”大幕】庞之浩表示 ， 进入火星轨道也很难 ， 探测器要自主选择适当的“刹车”距离、“刹车”轻重 。 否则要么到达不了火星轨道 ， 要么撞到火星上 ， 要么就会飞越火星 。 探测器在火星表面着陆就更难了 ， 要经历“恐怖的7分钟” 。 先是气动减速段 ， 然后是伞降减速段 ， 接着是动力减速段 ， 最后是着陆缓冲段 。 这几个阶段都必须严格按程序执行 ， 否则“满盘皆输” 。


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