这个夏天的7月,火星探测之旅异常热闹。
阿拉伯联合酋长国希望号火星探测器7月20日从日本发射升空;今天,我国的天问一号发射升空;预计一周之后,美国宇航局(NASA)的毅力号(Perseverance)漫游车发射。
为何集中选7月?实际上,火星距离地球非常遥远,每隔约26个月才有一次“火星探测窗口”,因此一旦错过窗口期,就只能再等两年。
阿拉伯联合酋长国“希望”号火星探测器
奔火大礼包
天问一号探测器搭乘着长征五号遥四运载火箭,从海南岛东北海岸的中国文昌航天发射场出发奔火。已被送入预定轨道的它会在地火转移轨道飞行7个月左右,抵达火星附近,然后进入环火轨道,最后着陆,开展探测任务,完成“绕、落、巡”三个规定动作。
天问一号
天问一号以屈原创作的长诗《天问》命名。它包括1个环绕器(轨道飞行器),1个着陆巡视器(着陆器和漫游车功能的组合体)。
开展火星探测,可以发射环绕器进行火星遥感探测,也可以单独发射火星车,实现巡视探测。
此前,其他国家采取了将这些组件交错送上火星的奔火方式——先上环绕器,再来着陆器,最后是漫游车,而天问一号的这种组团去火星是人类历史首次。
抵达目的地后,轨道飞行器将对火星以及它的大气层进行为期一个火星年(687个地球日)的研究。它配备了两个摄像头,次表层探测雷达(subsurface radar,用于探索火星磁场的探测器),以及另外几个专用科学设备。
轨道飞行器还将充当返回地球时的中继站,与漫游车进行通信。漫游车携带了相机、探地雷达(ground-penetrating radar)和其他仪器。它的任务将持续大约90个火星日。
着陆巡视器将在火星北半球的乌托邦平原着陆。探测器安全着陆火星这件事,一直以来是火星探测之旅的难点之一。
1971年,苏联曾派出小车探访那里,不过最后失败了;NASA的海盗2号(Viking2)曾于1976年成功降落乌托邦,而美国也是迄今为止唯一一个成功登陆过火星的国家。
NASA早期的火星勘测轨道飞行器(MRO)发回的数据显示,乌托邦平原的水冰层与地球上苏必利尔湖(世界第4大湖,为美国和加拿大共有)中的冰层相当。天问一号的任务之一便是更好地了解这些冰层的分布——人类未来移民火星用得上它们。
成功乃失败之子
萤火一号是中国火星探测计划派出的第一个探测器。
2011年11月,它搭载于“福布斯-土壤”探测器(来自俄罗斯)内部,由“天顶”号运载火箭(同样来自俄罗斯)在哈萨克斯坦拜科努尔发射场点火发射。但可惜,火箭发射后不久即出现故障,2个探测器最终在大气层燃烧陨灭。
虽经历过萤火一号的失败,但我国的航天事业在过去20年间发展迅速,目前已达世界顶尖水准。此次奔火以前,中国已实现了多次成功的探测器登月。
2019年1月,嫦娥四号探测器软着陆于月球远端,这是其他任何国家都还没有做到过的事情。而它的漫游车玉兔二号,目前仍在探索月球远端,并帮助展开有关月球成分的科学研究。
火星一大波驴友
前文提到的阿联酋“希望”号飞船也是今夏冲击火星的新秀。阿拉伯联合酋长国的太空计划并不算宏伟,但加入奔火行列已足够表明他们对未来的野心。希望号将在火星上服役很多年,帮助科学家研究那里的气象周期。
NASA的“毅力”号漫游车因技术问题将升空计划推迟到了7月30日。它将是NASA派遣至火星的第5个漫游者。与前辈“好奇”号(目前正在探索盖尔环形山)非常相似的它,带着各种家伙,即将去耶泽洛陨石坑展开调研工作。
耶泽洛陨石坑是一个干涸的湖泊;科学家们认为那里可能是寻找灭绝的火星微生物生命化石的好地方。
该任务还将尝试些新东西,例如“匠心”号火星直升机会于“毅力”号着陆后不久被放出来,多次尝试在稀疏的火星大气层里穿越,以证明火星上的空中探索可以同地面探索一样奏效。
此外,俄罗斯航天局与欧空局(ESA)联合推出的“罗莎琳德·富兰克林”号漫游车原本计划于今夏启动,不过受新冠大流行的影响,现已把发射时间推迟到了2022年。
资料来源:
China’s Mars Launch: When to Watch