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据报道,在北京时间2020年7月20日5时58分,在日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心,阿联酋的“希望”号火星探测器由日本的H-2A运载火箭成功发射升空,这是今年发射升空的首个火星探测器,这也是阿拉伯世界的第一次星际飞行任务,所以备受很多人的关注。
阿联酋火星之旅是怎么实现的
说到阿联酋,我们都知道这是一个很富裕的国家,但是他们在航天方面的发展相对滞后,在2014年7月16日,阿联酋国家航天局才成立,从时间来看,该航天局成立仅满6年时间。成立时间这么短,航天发展相对滞后,他们是怎么实现火星探测任务的呢?其实,早在2014年7月,他们就已经宣布要实施火星探测任务,也就是与航天局成立时间是差不多的,一开始,他们就已经将目光投向5500万公里外的火星,并计划在2117年在火星上面打造火星城市。可以说,他们虽然起步晚,但是起点也是很高。
不过,由于航天实力相对薄弱,所以首个希望号火星探测器的成功发射,离不开日本和美国的帮助。首先,这个探测器是阿联酋和美国联合研制的,其次,在这一次发射任务中,探测器由日本的H-IIA火箭发射升空。除此之外,由于探测器飞往火星之旅很遥远,信号会随着距离的增加而严重衰减,所以需要有强大的深空测控能力才能与探测器实现通讯。而阿联酋并不具备这方面的能力,所以美国的深空网(DSN)为阿联酋的火星探测器提供了测控和信号回传等方面的帮助。
探索火星为什么这么难
虽然我们人类探索火星已经有长达数十年的历史,但是整体的成功率较低,不足一半,也就是,我们所发射的火星探测器,大部分都以失败告终。为什么探索火星这么难呢?
探索火星难度,其实有很多,其中一个是因为火星与我们地球的距离比较远,最近超过5500万公里,最远更是可以达到4亿公里。由于距离远,所以我们的探测器在前往火星的过程中,最先面临的一个问题,可能就是如何摆脱地球引力,进入火星轨道了。为了摆脱地球引力的束缚,我们的探测器需要达到或者超过地球的逃逸速度(11.2公里每秒),这就需要我们的运载火箭的推力足够大。如果火箭的推力不足,可能就需要探测器额外消耗燃料来加速,这个过程不仅需要消耗燃料缩短探测器的寿命,还会花费更长的飞行时间。这一个情况,其实在2019年印度登月的过程中就遇到了,当时月船2号探测器就是在地球轨道飞行了近一个月,经过不断加速以后才到达月球轨道。
即使探测器成功发射升空,获得足够的飞行速度,正式开启了“奔火”之旅,在飞行过程中,面临的问题也是非常多的,因为在飞行过程中,探测器可能需要根据实际情况而调整轨道,随着探测器与地球越来越远,通讯延迟也越来越长,所以有很高的要求。特别是当探测器达到火星轨道附近时,如果探测器飞得过快或者过慢,都可能会与火星擦肩而过。一旦没有被火星引力捕获成为环绕火星的轨道探测器,意味着这个探测器就彻底错过了火星。
在我们以往的探索火星历程中,我们不仅仅发射了火星轨道探测器,还将火星车送上火星表面,而着陆器降落到火星表面的过程,是整个火星探索任务中最难的。因为着陆器在着陆阶段,需要将速度从2万公里每小时降到0,这个过程大约持续7分钟。由于地球与火星的通讯延迟问题,所以我们没法在地面实时操控探测器实现软着陆,因此完全是靠着陆器自主实现,稍有差池,探测器可能就会“硬着陆”了。所以,探索火星的失败率是比较高的。
火星荒凉,为什么探索火星
现在火星探测器发射升空到来,阿联酋首个火星探测器“希望”号已经发射升空,在接下来还会有2个探测器择机发射升空,为什么我们热衷于探索火星呢?前文提到,阿联酋有计划在2117年打造火星城市,而打造火星城市,其实就是为了我们人类未来移民火星做准备。当前,不仅仅是阿联酋有打造火星城市的想法,其他的很多航天机构都已经有载人登陆火星的计划,甚至有火星移民的计划。或许在未来,我们看到载人飞船前往火星可能会成为一个常态化的情况。
文章来源:《探索科学》 网址: http://www.tskxzzs.cn/zonghexinwen/2020/0901/675.html