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美"洞察"号火星探测器将着陆

2018-11-22 15:47:33      来源:新浪科技   分享:扫描到手机

美"洞察"号火星探测器将着陆,经过逾6个月的飞行,美国“洞察”号火星探测器终于将在2018年11月26日在火星着陆。然而,它要经历“恐怖的7分钟”,能否成功还是个未知数。

经过逾6个月的飞行,美国“洞察”号火星探测器终于将在2018年11月26日在火星着陆。然而,它要经历“恐怖的7分钟”,能否成功还是个未知数。

像其它火星着陆器一样,“洞察”号整个任务分为发射、巡航、进入下降和着陆(EDL)、表面操作等四个阶段,其中风险最大的就是进入下降和着陆阶段,不少火星探测器都是在这一阶段阵亡的。

路途漫漫环境险恶  

失落太空的美国“火星观察者”探测器
失落太空的美国“火星观察者”探测器

至今,人类已发射了40多个火星探测器,成功率约50%,所以火星被称为“探测器坟场”或“死亡星球”。其主要原因是火星距地球遥远,探测器要飞几亿千米才能到达火星,所以对发射、轨道、控制、通信和电源等不少技术都提出了很高的要求。

例如,运载火箭的运载能力、入轨精度和可靠性是火星探测的重要前提,最好用大推力运载火箭把探测器加速到11.2千米/秒的第二宇宙速度,直接进入地火转移轨道飞往火星,否则需要消耗探测器自身燃料和较多的飞行时间来加速,从而会影响探测器寿命。印度就是由于运载火箭推力小,所以其首个火星探测器多花了很多时间和燃料才抵达火星。2020年,我国将用长征5号新一代大型运载火箭发射首个火星探测器。

通信问题也不是易事。从地球发送到火星的无线电信号延时很长,单程需要20分钟左右,因此火星探测器需有较强的自主控制能力;另外,由于信号的强度与距离的平方成反比,而火星距地球太遥远,所以它需要装有高增益、高可靠通信设备,以及必须拥有天线直径很大的地面深空测控网。天线的直径和探测距离成正比,增大天线口径可以增加探测距离。即使这样,还是有不少火星探测器因通信故障而失落在太空。例如,1992年9月25日发射的美国“火星观测者”轨道器,它在1993年8月21日即将进入火星轨道之前失去通信联系。

由于路途漫漫,所以火星探测器在飞往火星的途中要进行比月球探测器次数更多、更精确的轨道修正,才能准确地飞到火星。如果火星探测器在地火转移轨道近地点有1米/秒的速度误差或1千米的高度误差,飞到火星附近时都将产生10万千米的位置误差。轨道修正是通过分布在地球表面的深空测控网实现的。该网常由3个在全球彼此相隔120°的地面通信站组成,天线直径达64~70米。美国“勇气”号火星车在降落在火星表面前,先后修正了4次航线。

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