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繼美蘇歐之後 大陸預計7、8月執行首次火星探測任務

2020-06-03 12:21聯合報 記者林則宏/即時報導

大陸太空計畫又有新進展。中國科學院院士、航天科技集團科技委主任包為民近日接受中央電視台採訪時透露,中國預計在今年7、8月間實施「天問一號」火星探測器發射任務,一次性完成「繞落巡」(環繞、著陸、巡視)三大任務。

此次火星探測任務一旦成功,中國大陸也將成為繼美國、俄羅斯(前蘇聯)、歐洲之後,第四個登陸火星的太空強國。

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央視指出,大陸火星探測器將由新一代運載火箭中推力最大的「長征五號」執行發射任務。由於火星距離地球較遠,因此探測火星需要選擇其與地球距離較近的時機,而這樣的機會每隔26個月才有一次。

今年就是火星探測26個月一遇的「大年」。火星與地球最近時,距離約5,500萬公里。

包為民表示,火星探測器在經過長途飛行後,如何成功被火星的引力場捕獲,是任務中的關鍵點之一。如果捕獲失敗,探測器將會與火星擦肩而過。

只有在探測器被火星引力場捕獲後,進入火星的循環軌道,然後再經過多次調整,才進行環繞探測,也就是火星任務「繞落巡」的第一步。

中國火星探測器由環繞器和著陸巡視器兩部分組成。在到達環繞火星的軌道後,下一步工作就是「落」,也就是降落在火星表面。這是整個任務的關鍵點,因為成功與否,直接決定著任務的成敗。

探測器在飛向火星的途中一直處於高速飛行狀態,著陸前則需要先將速度降下來。

目前國際上主要有兩種減速方式。中國根據探月工程中的技術經驗作為基礎,將通過四個階段逐步減速,最終使探測器平穩到達火星表面。

包為民表示,探測器的速度從降落前的每秒4.8公里要逐步減速到著陸點的每秒0米,整個過程要用7至8分鐘。這期間分為四個減速段:第一階段是氣動減速段,把速度從每秒4.8公里減速到每秒460公尺,用時290秒左右。

央視稱,這個階段相當於探測器來了一次「急剎車」。接下來探測器將打開降落傘,大概以90秒時間,將速度由每秒460公尺降到每秒95公尺。

隨後進入動力減速階段,探測器的反推發動機點火工作,將速度降至每秒3.6公尺。

包為民說,「這個階段的工作時間大概是80秒,剩下的100米還有一個懸停避障,叫著陸緩衝段,懸停時相對地面的速度已經為0了」。

央視報導稱,中國早前已經成功進行懸停避障試驗。在最後的著陸階段,探測器懸停在空中,可以對火星表面進行觀察,為選定著陸點做最後的準備。

著陸巡視器在火星表面軟著陸後將釋放火星車,在火星表面進行巡視探測。大陸的火星車將在火星停留90個「火星日」,開展巡視探測火星地貌特徵研究等多項任務。

包為民指出,「火星日」比地球日略長,大約是24小時37分鐘,因此火星車的設計壽命是在火星上運行90天,相當於地球上三個多月。

包為民說,火星探測任務計劃通過實施一次發射,實現多個工程目標,包括火星環繞和著陸巡視,開展火星全球性和綜合性探測,並對火星表面重點地區進行精細巡視勘查。

大陸早前首度對外公開火星探測任務中的著陸器懸停避障試驗。(中新社)
大陸早前首度對外公開火星探測任務中的著陸器懸停避障試驗。(中新社)

俄羅斯
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