欢迎访问中国惯性技术学会官方网站 2019年6月5日 星期三

行业资讯
行业资讯
学会快讯——听包为民院士讲火星探测
发布日期:2020-06-05      发布:中国惯性技术学会       点击量:50      分享:
我国将在今年执行首次火星探测任务,首次火星探测任务的名字已经在今年“中国航天日”期间公布,即“天问一号”。那么,我国火星探测任务分几步?有哪些难点?探测器去火星后开展哪些工作?一起来听中国惯性技术学会理事长包为民院士的讲解:

▲ 央视《东方时空》:听包为民院士介绍中国探火任务

由于火星距离地球较远,因此探测火星需要选择它与地球距离较近的时机,而这样的机会每隔26个月才有一次。


包为民介绍:“今年在7月到8月之间,我们将用我国新一代运载火箭中最大个的长征五号火箭进行发射。火星探测器发射升空以后,在明年2月将到达火星的引力势场以内,然后再经过火星的捕获就到达火星。”


▲ 长五火箭大推力氢氧发动机校准试车

火星与地球最近的时候,距离大概有5500万公里,最远距离超过4亿公里。探测器在经过长途飞行后,如何成功被火星的引力场捕获,是任务中的关键点之一。如果捕获失败,探测器将会与火星擦肩而过。


“不捕获,探测器就穿过去了,所以这个捕获很关键。”包为民说,“捕获以后就进入火星的循环轨道,再经过多次的调整,就可以进行环绕探测了。”


我国的火星探测器由环绕器着陆巡视器两部分组成,着陆巡视器将在火星表面软着陆,并释放巡视器,即火星车,在火星表面进行巡视探测。


着陆巡视器降落在火星表面的过程,大概有7到8分钟。虽然时间短,却是整个任务的关键点,因为它的成功与否,直接决定着任务的成败。




火星探测器在奔火的途中一直处于高速飞行状态,所以在着陆之前,需要先将速度降下来。目前,在国际上主要有2种减速方式。我国以探月工程中的技术经验作为基础,将通过4个阶段逐步减速,最终使探测器平稳到达火星表面。

包为民介绍,着陆巡视器从每秒4.8公里的速度,到着陆的地方减到每秒0米,这个过程要用7-8分钟,有4个减速段,第一个是气动减速段,把速度从每秒4.8公里减速到每秒460米,用时290秒左右。

形象地说,探测器减速的第一个阶段相当于来了一个急刹车,接下来探测器将打开降落伞,大概用90秒的时间,将速度由每秒460米降到每秒95米。随后就进入到动力减速段,探测器的反推发动机点火开始工作,将速度减小到每秒3.6米



“这一段工作时间大概是80秒,剩下的100米还有一个悬停避障,叫着陆缓冲段。这个时候已经速度很慢了,100米还能够悬停,悬停时,着陆巡视器相对于地面的速度就是0了。”包为民介绍。


在此之前我国已经成功进行了悬停避障试验,在最后的着陆阶段,探测器通过悬停在空中,可以对火星表面进行观察,为选定着陆点做最后的准备。


▲ 悬停避障试验现场


“100米已经比较低了,可以看一下地面有没有坑,大的石头,有的话就避开它。”包为民说,调整一个相对好的位置,这样就保证落地的安全性,不会翻车。



据了解,我国火星车将停留90个火星日,开展巡视探测、火星地貌特征研究等多项任务。


包为民介绍,火星的一天比地球的一天略长一点,大概24小时37分钟算一天。火星车的设计寿命在火星上是90天,90个火星日相当于地球上三个多月的时间。



(来源:中国航天科技集团公众号)


你知道你的Internet Explorer是过时了吗?

为了得到我们网站最好的体验效果,我们建议您升级到最新版本的Internet Explorer或选择另一个web浏览器.一个列表最流行的web浏览器在下面可以找到.