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2020年错过火星,就要再等两年

来源:中国青年报2019-07-15 09:36

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  “我们将通过火星卫星、火星着陆器、火星车天地联合探测火星。目前,火星车已经做好。”中国科学院院士欧阳自远在近日举行的2019软件定义卫星高峰论坛上透露这一消息。

  根据国家航天局此前的消息,我国准备在2020年发射火星探测器,次年登陆火星。探测器将由长征五号运载火箭在海南文昌发射场发射。

  欧阳自远当天同时提到,“丢了(2020年)这个机会,对不起,两年零两个月以后,才能再发射一次(探测器),否则到不了火星”。

  这是因为,地球距离火星近点约为5500万公里,最远点则超过4亿公里,地球绕着太阳转一圈是365天,而火星绕着太阳转一圈大概是687天,只有地球与火星夹角为70°时发射探测器才能如期抵达火星——而这个机会窗口,每隔26个月才有一次。

  “有时候地球在太阳的这一侧,火星则在太阳的另一侧,不经计算地发射,探测器很难抵达火星。只有赶在地球和火星达到一定夹角时,在地球上发射探测器才能成行。”欧阳自远说。

  发射之后,火星探测器还要经过至少7个月的飞行,才能抵达火星轨道。

  根据统计,人类历史上探测火星已有45次,但成功的只有18次,成功率仅40%。

  到火星去做什么?

  “首先是大家最为关心的问题:火星上究竟有没有生命?”欧阳自远说,火星探测的首要科学问题,就是期望在探测火星生命活动信息上有所突破。这包括现在生命的信息,过去是否存在过生命,火星生命生存的条件和环境,生命起源和地外生命探索。

  其二是为火星本体科学积累资料,包括火星磁层、电离层与大气层的探测与环境科学,火星地形地貌特征,火星表面物质组成与分布,地质特征与构造,火星内部结构成分探测,火星的起源与演化以及太阳系起源与演化,等等。

  其三是探讨火星的长期改造、人类移民、建立人类第二个栖息地的前景。其总目标是为人类社会的持续发展服务。

  “地球受到太多的自然威胁,加上人类自身的一些行为,未来很可能不再宜居。我们一定要在太阳系里找到一个对象,探讨能否把它变成第二个地球,让人类能够大量地迁居到上面去。”欧阳自远说,目前来看,唯一可能的天体就是火星。

  他相信,通过人类的智慧和长期努力,火星这颗贫瘠的行星能够被改造成一个拥有蔚蓝色天空、绿色平原、蓝色湖泊的新世界,成为人类的“第二家园”。地球和火星这一对行星,也有望成为人类社会持续发展的“姐妹共同体”。

  当天,欧阳自远还透露了我国月球探测的最新进展。他说,肩负完成中国探月阶段任务的嫦娥五号,将实现多个首次,主要包括实现中国首次地外天体自动采样返回、首次在月球表面自动采样、探测器首次从月面起飞、首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接、首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球,等等。

  据他透露,嫦娥五号将在月球正面着陆,着陆点距离美国阿波罗计划的着陆点较远,大概相隔1000多公里——“那里会有新的现象、新的发现!”

  中国航天科技集团总工程师、探月三期工程副总设计师孙为钢曾披露,嫦娥五号探测器一分为二,分为着陆上升组合体与轨返组合体,其中轨返组合体继续环月飞行,而着陆上升组合体经变轨和动力下降飞行,在月面预定区域软着陆。

  着陆上升组合体着陆后,将进行备受瞩目的“月面取样”,也就是月面样品采集、封装。

  欧阳自远说,嫦娥五号抵达月球以后,探测器将用电铲铲取月球土壤,同时自动打钻钻取岩芯。样品全部取到后,将放置上升器,进行无污染的严密封装。

  接下来就是返回地球:上升器从着陆上升组合体中分离,在月面点火起飞,进入交会对接轨道。在这一轨道,将有一艘“飞船”——轨返组合体在月球空间等候。完成交会对接后,轨返组合体将月球样品从上升器转移至返回器内,轨返组合体再与上升器分离。

  “这一次对接,将是‘针尖’对‘麦芒’的对接,地球上根本无法提供数据和测控支持,看都看不见。”欧阳自远说。

  接下来,轨返组合体将进入月地转移轨道,在距离地球一定高度时,返回器从轨返组合体中分离——从这里,飞向地球。

  欧阳自远说,返回器在返回地球时,将遇到大气层高速摩擦的问题,严重时有可能被燃烧殆尽。科学家将采取“打水漂”的方法来解决这一问题,即让返回舱在大气层上层“弹跳”出去再回来,速度下降后,再进行大气层的“穿行”。

  这一方法已得到试验验证。2014年11月,再入返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆,标志着我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术。此举也为嫦娥五号任务的实施奠定了坚实基础。

  欧阳自远建议,在深空探测方面,我国应围绕空间科学重大问题,统筹开展太阳、类地行星、巨行星和小天体的探测,突破深空探测核心技术,建立科学研究和工程技术体系,使我国基本具备探测太阳系主要天体的能力,在深空探测领域达到国际先进水平。

  “在深空探测上,中国应该飞得更远,中国也有能力飞得更远!”他说。(记者 邱晨辉)

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