最近刷到航天圈的消息真的是半喜半憂,大伙盼了好久的祝融號火星車,最終喚醒期限已經(jīng)過了還是沒動靜,這么個給咱掙足面子的小家伙,這回是真的要在火星上永久躺平了?不過別emo,咱們的火星探測根本沒停步,更牛的活已經(jīng)安排上了,天問三號的火星取樣返回任務(wù),那可是奔著全球首個成功的名頭去的。
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這小家伙2021年落到烏托邦平原的時候,大伙都捏了一把汗,本來設(shè)計(jì)壽命也就90個火星日,差不多93個地球日,能把活干完就算達(dá)標(biāo)。誰知道它直接超常發(fā)揮,干完核心任務(wù)還加了好一陣班,在火星表面晃悠了超1千米,啥地表、氣候、地質(zhì)的一手?jǐn)?shù)據(jù)攢了一大堆,通通通過天問一號軌道器發(fā)回地球,直接把咱們火星實(shí)地探測的空白給填上了。現(xiàn)在天問一號的軌道器還在火星軌道穩(wěn)定運(yùn)行,天天往回傳高清數(shù)據(jù),只有祝融號沒能扛住火星的極端環(huán)境,過了喚醒期還是安安靜靜的。
這次祝融號徹底休眠真不是出故障,純純是火星的環(huán)境太不講理。火星表面比地球惡劣多了,要么趕上日凌太陽輻射干擾通信,要么就缺電。平時火星夜晚要休眠斷電省電,到了冬季氣溫能跌到零下110攝氏度,光照弱得不行,還得長時間休眠等開春。
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最坑的是火星沙塵暴,那地方重力只有地球三分之一,晝夜溫差又大,一刮就是全球性的,沙塵飄在空中遮太陽就算了,還會粘在太陽能電池板上摳都摳不下來,發(fā)電量直接砍到腳踝。咱們科研團(tuán)隊(duì)其實(shí)早有準(zhǔn)備,給電池板加了特殊納米結(jié)構(gòu)減少粘灰,還設(shè)計(jì)了能立起來抖灰的結(jié)構(gòu),架不住沙塵蓋得太狠、冬季又太長,最后還是沒電醒不過來了。現(xiàn)在NASA的火星勘測軌道飛行器拍的圖都能看到,祝融號停在那一動不動,表面蓋了厚厚一層灰,就算到了夏季光照夠了也發(fā)不出電,使命就正式完結(jié)了。
不過大伙真不用難過,祝融號這趟根本不虧,攢的著陸、巡視、適應(yīng)環(huán)境的技術(shù),全給天問三號打了底子。天問三號要干的火星取樣返回,那可是現(xiàn)在航天圈的天花板級任務(wù),全球搞了47次火星探測,啥環(huán)繞、著陸、巡視都干過,就是沒人能從火星帶回哪怕0.1克的樣本,難度高到離譜,現(xiàn)在全球都在卷這個事,誰先做成誰就有火星探測的話語權(quán)。
這事最難的地方就是火星表面起飛,火星大氣層只有地球的1%厚,差不多跟真空一樣,重力還只有地球的38%,跟地球起飛完全不是一回事。在地球起飛還能靠大氣調(diào)整姿態(tài),在火星根本沒這條件,上升器點(diǎn)火必須一秒不差,姿態(tài)歪一點(diǎn)直接砸在火星上廢了。飛起來還不算完,得現(xiàn)在這條賽道上主要就是咱們和美國在跑,看進(jìn)度咱們還占了先手。天問三號計(jì)劃2028年前后發(fā)射,2031年就能把樣品拿回來,全程才3年,目標(biāo)是采不少于500克的火星樣本。美國那邊的計(jì)劃已經(jīng)拖了好幾次了,最樂觀也得2035年之后才能落地,差了好幾年呢。咱們用的是雙箭發(fā)射的方案,兩個長征五號各干各的活,一個發(fā)軌返組合體先去火星軌道等著,另一個發(fā)著上組合體負(fù)責(zé)著陸、采樣、起飛,分工明明白白,風(fēng)險(xiǎn)也降了不少。
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精準(zhǔn)進(jìn)到火星軌道跟軌道器對接,把樣品轉(zhuǎn)到返回器里,再飛幾億公里回地球,全程連一次試錯的機(jī)會都沒有,差一點(diǎn)就前功盡棄。采樣的時候還要兼顧表層土和2米深的地下樣本,還得保證樣品不被著上組合體落到火星之后,會花差不多兩個月采樣,三種模式換著來,鏟表層土,鉆2米深的地下樣本,還有無人機(jī)飛到100米高的地方,去那些車開不到的地方采樣,保證樣本夠全夠有研究價(jià)值。著陸點(diǎn)選了好久,從51個候選里挑到最后定了克里斯平原和烏托邦平原,這倆地方都是古火星海洋的海岸線附近,有三角洲和沉積層,找火星生命痕跡、研究火星演化最合適,科研價(jià)值拉滿。
地球污染,也不會帶啥火星的東西影響地美國搞火星探測確實(shí)時間久積累多,可架不住他們預(yù)算超支、技術(shù)卡殼、項(xiàng)目統(tǒng)籌亂,進(jìn)度一拖再拖。咱們這邊就穩(wěn)多了,天問一號著陸、祝融號巡視,早就把火星著陸、巡視、通信的技術(shù)驗(yàn)證過了,現(xiàn)在天問二號在飛小行星探測,馬上就要搞小行星采樣返回,深空采樣返回的技術(shù)也提前試了個遍,前置任務(wù)都給天問三號鋪好路了。
球,密封防護(hù)的要求高得沒邊
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咱們舉國體制搞航天的優(yōu)勢也明顯,項(xiàng)目推進(jìn)速度特別快,天問三號現(xiàn)在初樣都研制完了,2026年就轉(zhuǎn)入正樣研制,關(guān)鍵技術(shù)都突破得差不多了,比國外快好多。咱們走的是后發(fā)優(yōu)勢的路,直接避開人家之前踩過的坑,選最優(yōu)方案推進(jìn),贏面真的很大。
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真要是天問三號把火星樣本拿回來,那可是人類深空探測的里程碑,500克樣本能研究的東西太多了,能搞懂火星地質(zhì)、大氣、海洋咋變的,說不定還能找到遠(yuǎn)古火星有生命的證據(jù),直接改寫人類對火星的認(rèn)知。從祝融號圓滿完成任務(wù),到天問三號沖全球首個火星取樣返回,咱們的火星探測一步一個腳印,從跟跑到領(lǐng)跑,真的太給國人長臉了,大伙就等著2031年樣品回地球的好消息吧。
參考資料:國家航天局 中國火星探測工程進(jìn)展通報(bào)
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