火星,中国使者来了
邱晨辉
①火星,地球隔壁的行星。千百年来,人类一直对这位“近在眼前”的红脸蛋邻居充满好奇。这一次,中国使者登门拜访。
②2021年5月15日,来自中国的天问一号火星探测器,在跋涉295天、穿越漫漫星河之后,终于在火星北半球的乌托邦平原成功着陆,实现了我国首次地外行星着陆。今年2月,天问一号探测器就抵达了火星轨道,成为我国第一颗人造火星卫星,实现了中国首次火星探测任务第一步“绕”的目标。如今,天问一号完成着陆巡视器与环绕器分离后,成功“亲吻”火星表面。
③天问一号探测器总设计师孙泽洲说,火星探测的最大难点就是着陆,这个过程需要气动外形、降落伞、发动机、多级减速和着陆反冲等多项技术融合才能实施软着陆。每个环节必须精准无误,差一秒都可能造成整个任务失败。截至目前,人类火星探测任务成功率仅五成左右,大部分折戟在这一阶段。
④此前我国已有月表着陆经验,但此次着陆更加艰难。一方面火星表面存在大气,环境更复杂;另一方面火星离地球更遥远,通信时延达到20分钟左右,整个着陆过程地表来不及做任何处置,只能靠天问一号自主完成,经历最为惊心动魄的“生死9分钟”。
⑤天问一号整个降落过程大致分为“进入——减速——软着陆”三步。具体来说,天问一号首先瞄准进入火星大气层一个狭窄的进入走廊,借助火星大气进行气动减速,这个过程要克服高温和姿态偏差;气动减速完成后,天问一号的下降速度也减掉了90%左右。紧接着,天问一号打开专用的超音速降落伞,进行伞系减速。待降落伞完成使命后,探测器抛掉大底和背罩,露出着陆平台和火星车。
⑥当距离火星表面约两公里,速度降至每秒100米时,需要通过7500牛变推力发动机进行动力减速。为减少对着陆巡视器的冲击,发动机采用“长距离轻刹车”的技术。在距离地表100米时,发动机“最后一脚”稳准刹车,天问一号进入悬停阶段,完成精准避障和缓速下降后,着陆巡视器在缓冲机构的保护下,轻盈落抵着陆点。
⑦成功着陆后,着陆器先后展开坡道及太阳翼天线。“绕、着、巡”的串联任务终于进行到最后一步——“巡”。全球瞩目的中国第一辆火星车“祝融号”正式登场。“祝融号”像一只漂亮的蝴蝶——无线电是它的复眼,天线是它的触须,太阳翼是它的翅膀,被称为“火星蝴蝶”。火星车首先进行自检和环境感知,大约再过一周时间,将自主驶离着陆平台,迈出火星第一步,留下中国探测器在火星上的第一个脚印,开启火星探测,跨越数亿公里回传图像。
⑧这次任务在我国航天事业发展史上具有里程碑意义。接下来“祝融号”将给人带来什么意想不到的发现和惊喜?让我们拭目以待。
(选自2021年5月18日《中国青年报》,有删改)
降落步骤 |
具体过程 |
进入 |
进入火星大气层的进入走廊 |
减速 |
a.→伞系减速—b. |
软着陆 |
悬停→e.→抵达 |