我国火星探测器外形首次公开 2030年可取样返回

来源:互联网新闻 时间:2020-04-29 01:32

8月23日,中国第一个火星探测器和和火星车外观设计构型揭开面纱,中国火星探测工程名称和图形标识也正式向全球征集。中国火星探测将在2020年实现“环绕、着陆、巡视”三个目标的同时,在2030年实现火星表面取样返回。

全球征名今年11月10日截止

我国首次火星探测任务已经中央批准立项,为扩大工程的社会影响,23日,国防科工局正式启动中国火星探测工程名称和图形标识全球征集活动。据了解,本次名称征集将历时四个月,中选者可获得证书和现金奖励,截至北京时间11月10日24点之前,参与者可将个人作品提交至国家航天局网、中国探月与深空探测网、中国火星探测微信平台。

国防科工局相关人员表示,作品提交需符合国家商标法的有关规定,具有创新独特和延伸性。同时,符合中国火星探测理念和工程特点,体现中华民族文化精神和社会道德风俗,体现科技与文化的有机融合。文字不用生僻字、同音字、歧义字。提交名称不用现代人名、城市名、企业名,不要提交已经征集的相同名称。提交名称每人不超过3个,必须包括不多于200字的创意说明或背景阐述。而图形标识设计应包括彩色稿和黑白稿两种设计标准图稿。

征集活动分提交、打分、网络投票、确定三甲、程序报批出结果五个阶段。最终主办方将确定名称和图形标识前三甲作品按程序报批,确定1个中国火星探测工程名称和图形标识最终入选方案,适时举行发布仪式公布结果,并向进入前八强图形标识作品的作者颁奖。

对于首次火星探测,到2030年我国将要实现“两步走”。第一步是通过一次发射来完成火星环绕探测、着陆火星表面和展开巡视探测任务。第二步则是实现火星表面取样返回。

23日,发布会首次公布了我国火星探测器的外形设计。从外形来看,这个火星探测器基本上与我国将于2020年发射的真实探测器一致。具体来说,火星探测器分为两个部分,下面是具有太阳翼的方形结构,有点像一颗卫星。顶部则是一个包裹着火星车的舱形结构。

2020年前后仅3次发射机会

和月球探测相比,探测更为遥远的火星难度更大,受天体运行规律的约束,火星和地球都在围绕太阳公转,每26个月才有一次火星探测有利发射时机。从现在起到2020年前后仅有的3次发射机会,将有4次火星探测任务发射,在国际上将迎来火星探测的高峰。中国实施首次火星探测任务,是探月工程之后我国深空探测又一重大科技工程。

“每隔2年多才有一次机会能够让探测器从地球飞向火星,所以在发射窗口上有着很高的要求。”张荣桥说,如果赶不上就要等下一个2年多,目前离发射还有4年左右时间,因此进度非常紧张。

据介绍,从1960年10月10日前苏联发射“火星1960A”探测器至今,人类共组织实施了43次火星探测任务,成功或部分成功22次,另有一次正在飞往火星,技术上已成功实现了越飞、环绕、着陆、巡视等探测。

中国首次火星探测任务工程副总指挥、探月与航天工程中心主任刘继忠表示,中国首次火星探测任务,不仅要实现环绕火星全球遥感探测,还要突破火星进入、下降、着陆、巡视、远距离测控通信等关键技术,真正进入深空,走近火星。

火星探秘

火星探测器将如何发射并着陆?

中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥说,2020年中国首次火星探测一次实现“环绕、着陆、巡视”三个目标,首次发射预期在2020年7月至8月之间,由长征五号运载火箭在海南文昌发射场入轨,直接进入地火转移轨道。

据张荣桥介绍,火星距离地球最远达4亿公里,探测器在器箭分离后经过约7个月巡航飞行被火星捕获,环绕器环绕火星飞行后要与着陆巡视器分离,然后进入任务使命轨道开展对火星全球环绕探测,同时为着陆巡视器开展中继通讯,这在轨道设计上就要兼顾环绕和着陆的需求。

“火星探测器下面像卫星一样的部分,就是未来将留在火星轨道上,进行环绕探测的环绕器,它会像火星的卫星一样,完成‘绕’的任务,从高空对火星进行遥感探测。”张荣桥说,包裹着火星车的舱体,就是护送它降落火星的着陆舱,它将承担突破火星大气层的任务。

另外,着陆巡视器与环绕器分离后进入火星大气,经过气动外形减速、降落伞减速和反推发动机动力减速,最后下降着陆在火星表面,火星车驶离着陆平台,开始火星表面巡视探测,要探测火星的形貌、土壤、环境、大气,研究火星上的水冰分布、物理场和内部结构,并实时传回地面,供科学家研究。

火星车能源供给比月球车困难?

“它外观上类似于载人航天的返回舱。在实际的工作过程中,通过大气减速后要把伞打开;之后要把大底抛掉,利用反喷发动力来反喷进行制动,最后离火星表面很近的时候利用支撑腿、减速机构来减速。”张荣桥说。

由于远距离数据传输的大时延,要求火星车必须具有很高的自主能力。同时,火星光照强度小,加上火星大气对阳光的削减作用,火星车能源供给也比月球车更为困难。

“这些都使得首次火星探测任务更具难度和复杂性。火星探测绝不是以往工程的简单复制。”张荣桥说,今年年初火星工程立项,在陌生环境中要实现“环绕、巡视、着陆”,有着一定技术难点,正是对火星情况的不确定性,才激发人类探测的兴趣,在国外火星探测成功率不到50%。

人类为什么要不断探测火星?

从上世纪60年代到现在,人类已经开展了43次火星探测任务,成功的仅有一半。我国在成功实现载人航天和探月工程之后,开展火星探测是一种必然选择。

为什么要进行火星探测?火星,是太阳系中离地球较近的行星,而且自然环境与地球最为类似,是人类开展行星际探测的首选目标。在太阳系中,金星和火星都是地球的近邻。但是,金星上的环境过于严酷,温度超过450℃,浓密的大气中充盈着硫酸液滴,气压高达地球大气压的近百倍,而火星则是继月球之后人类的又一块新大陆。

相关专家表示,地球和火星,就像是太阳系里的两兄弟。火星上也有大气,还有着跟地球相似的自转周期,也有春夏秋冬四季更迭。人们现在关注宇宙起源、生命起源,更关注火星是我们地球的过去还是地球的未来。尽管我国在探测火星的过程中会遇到很多挑战,但可以通过科学的思维和手段来解决。

盘点

人类历史上的火星任务

人类使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史。1960年,前苏联向火星发射了第一枚探测器。紧接着就在四天以后,第二枚火星探测器升空。然而这两枚火星探测的先行者却连地球轨道都没能到达。

1964年,美国也先后向火星发射了两枚探测器:水手3号和水手4号。其中,水手3号发射升空,成为人类有史以来第一枚成功到达火星并发回数据的探测器;水手4号于1965年7月14日在火星表面9800千米上空掠过火星,向地球发回了21张照片。

伴随着陆续的火星探测计划,人类开始在火星上有了新发现。2004年,欧洲航天局宣布,“火星快车”探测器发现火星南极存在冰冻水。这是人类首次直接在火星表面发现水。

紧接着人类有了把人送上火星的想法。2004年美国总统布什宣布,争取在2020年后以月球为基地把人送上火星。时隔4年后,俄罗斯空间研究所也宣布,争取在2025年前把一名俄罗斯宇航员送上火星。目前美国宇航局拟订了载人登陆火星的新计划,打算在2031年2月派宇航员远征火星。按照计划,重达400吨的载人飞船从地球飞到火星,将需六七个月的时间,加上在火星停留及返回,整个过程约需30个月。

征名方式

国防科工局向社会征集航天工程名字并不是首次,此前“嫦娥三号”月球车命名“玉兔”、中国空间站取名“天宫”、“嫦娥四号”探月都来自社会各界人士的集思广益。2013年,经过1个月多提交作品和网友投票,月球车“玉兔”从“探索号、揽月号、钱学森号、追梦号”等10个名称中脱颖而出。专家说,在中华民族神话传说中,嫦娥怀抱玉兔奔月。玉兔善良、纯洁、敏捷的形象与月球车的构造、使命既形似又神似,反映了我国和平利用太空的立场。

国家航天局网页:http://www.cnsa.gov.cn/ 

中国探月与深空探测网页:http://www.clep.org.cn/

中国火星探测微信号:zg-hxtc

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