“天问一号”发射为何难度大?揭秘中国火星探测计划的背后

2020-07-23 15:23:08 作者: “天问一号”

  探测器如何实现地球到火星的跨越?

  这次发射的火星探测器由环绕器和着陆巡视器组成,探测器发射约5~6h之后,会穿越地球磁层顶,进入行星际空间,随后便开始为期约7个月的漫长的飞行过程,全力奔向火星,这一过程也就是地-火转移过程。火星探测器经过漫长旅途,到达火星后,经过多次变轨进入环火轨道,并向火星表面释放火星车,开展火星表面的巡视探测任务。

  环绕火星飞行的环绕器要与着陆巡视器分离,进入任务使命轨道,开展对火星全球环绕探测,也为着陆巡视器开展中继通讯。着陆巡视器进入火星大气后,通过气动外形减速、降落伞减速、反推发动机动力减速、着陆缓冲后,软着陆在火星表面。

  火星探测,着陆是关键

  火星大气层与火星地表存在着与地球明显不同的空间环境,这对探测器着陆火星表层提出了很大的考验,也是摆在科研人员面前的一道难关。

  为了保证着陆巡视器能安全、平稳地降落在火星上,科学家为其设计了四个关键步骤:

  第一步,气动外形减速。使其在进入火星稀薄的大气时,能产生足够大的阻力,并且还不会翻车、乱撞、倒向飞行;

  第二步,降落伞减速。着陆巡视器配备了一个全自动的降落伞,在减速到一定程度时,它会自动打开;

  第三步,动力减速。着陆巡视器携带的发动机会在合适的时机在运动的反方向启动,对其产生反推力,从而达到减速的目的;

  第四步,当运行到距离火星表面100米左右时,着陆巡视器的速度要减到相对为零,进入悬停状态,利用探测器所携带的相关仪器设备,对下方的着陆区进行选择,尽量寻找相对安全的地方着陆。到了距离火星表面一两米的时候,着陆巡视器会启动一个着陆缓冲装置,俗称“着陆腿”,靠它来降低着陆时产生的振动力。