我国火星探测项目天问一号即将要发射了,此次探测火星和以往不同的是,天问一号同时要完成三项任务:火星环绕,登陆,火星表面探测 。
在此之前,从来没有一个国家能同时完成这三项项目 。如果我国天问一号项目能够成功,则刷新了人类探索行星的历史 。
为了更好地了解我国天问一号项目,我们就先从天问一号的发射开始说起 。
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天问一号发射日期天问一号的名字来源,来自屈原的长诗《天问》,寓意:探索真理之路漫漫,追求科技不断创新永无止境 。
你有没有注意到,最近一段时间,阿联酋、美国以及我国都有火星探测器发射计划,像是上赶着一样,大家都集中在最近一段时间 。
之所以会如此,是因为最近一段时间属于发射火星探测器的窗口时间 。我们知道,火星,地球虽然都是太阳系的行星,但各自有各自的轨道,在运行到不同轨道时,两者的距离也不同 。
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火星与地球距离最远时达到了4亿多公里,最近时只有5500万公里 。在火星与地球距离最近时,这种天文现象也叫作“火星冲日” 。
火星冲日并不是年年都会有,而是每隔26个月会出现一次 。但是火星冲日并不是人们发射火星的最佳时期,这是因为虽然此时的距离最近,但是此时火星探测器无法借力,所耗费的燃料较多 。
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所以一般人们会选择火星冲日前的两三个月左右发射探测器,此时火星探测器可以沿着霍曼轨道飞行到火星,虽然沿着这条轨道需要的时间更多,距离更远,但是所耗费的燃料更少 。
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所以今年10月份地区才会迎来火星冲日,但阿联酋、美国以及中国都选择在7月份左右发射火星探测器 。
发射火星探测器的地点我国酒泉有一个火箭发射基地,但是今年并没有选择在酒泉进行发射,而是选择了海南文昌火箭发射基地 。之所以选择这里,其实背后大有深意 。
首先,由于地球的自转以及自转轴的存在,所以单位时间内地球的不同地方所走的距离是不同的,也就是线速度不同 。
其中越靠近赤道,线速度越大,所以有坐地日行八万里的说法;而越靠近极地,线速度越小 。
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火星探测器为了更节省燃料,自然也会利用地球赤道的线速度,这是因为线速度越大,对发射器的推力也越大,相当于把火星发射器“甩出去”了 。
天问一号的发射方向是向东发射,这是因为地球是自西向东转,向东发射能够借助于地球的自转,节省燃料 。
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火星探测任务我国的天问一号的探测任务一共有三大项:环绕火星飞行、着陆以及探测,在过去从来没有国家敢把这三项放在一起,因为这三项的每一项难度都非常高,稍有不慎就会导致探测计划失败 。
首先是环绕火星,环绕火星的难度主要在于人类不能操控,这是因为火星距离地球非常远,而人类发射的火星探测器想要将信号传输给地球,至少需要22.3分钟 。
当人类收到信号再传输给火星探测器时,又需要22.3分钟,这意味着一个简单的指令至少需要44.6分钟才能传递并被接受到 。
所以火星探测器在接近火星时,只能依靠提前设定好的程序减速,一旦遇到突发情况,或者是数据不准,那么火星探测器将可能无法被火星引力捕捉,也就无法围绕着火星转动 。
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我们知道,火星距离地球直线距离最近时达到了5500万公里,而火星探测器飞行了这么长距离的时间,难免会出现意外,速度一旦与原来的数据不准,就有可能导致探测计划失败 。
所以环绕火星飞行是我国天问一号面临的第一个问题 。
天问一号面临的第二大挑战是着陆,在过去火星探测器从太空中降落到火星表面需要7分钟,而这7分钟又被称之为“恐怖7分钟”,这是因为火星上的大气非常不适宜着陆 。
同样的,在这7分钟里,远在地球上的人类也无法操控,因为信号延时的缘故,在这7分钟里,无论火星探测器遇到什么情况,只能依靠自己解决,所以大多数火星探测车都在这个阶段失败了 。
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