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深空探测:2020年开启火星之旅

2017-03-13 12:28:36 科技有意思 评论(我要点评)
深空探测:2020年开启火星之旅
 
  据中国航天科技集团公司五院消息,嫦娥五号探测器系统即将开展正样热试验、采样封装专项试验等多个大型试验,预计将于年底前完成发射任务。

  航天事业不仅是近地轨道航天器的研究和应用,遥远的深空更有航天人的诗和远方。

  前不久,美国特朗普政府透露了重返月球的雄心。我国也公布了一系列深空探测计划。从月球、火星到小行星、木星,在不久的将来,中国航天的脚步将不断迈向深邃的太空。

  月球: 迈向深空第一站

  月球是人类迈向深空的第一站。

  今年12月前后,我国将发射嫦娥五号探测器,在月面着陆并采集2千克月球样品返回地球。这是我国探月工程“绕、落、回”三步走的最后一步。

  国家航天局副局长吴艳华此前宣布了我国第四步探月规划:计划于2018年发射嫦娥四号探测器,实施世界首次到月球背面的巡视探测;2020年左右发射嫦娥六号探测器,实施月球背面采样返回任务。

  航天专家、《国际太空》杂志社执行总编庞之浩表示,人类至今已发射上百个月球探测器,并登上了月球,但对月球的了解并不全面。目前还没有国家在月球背面进行着陆巡视探测,首要难点是通信测控。

  航天专家、中国航天科工二院二部研究员杨宇光说,由于被地球潮汐锁定,月球只能永远以同一面朝向地球。人类在地球上不仅看不到月球背面,通信信号也无法达到。

  为此,我国将向地月拉格朗日2点发射一颗中继卫星,满足通信数据传输所需。但杨宇光表示,相比地面口径达数十米的天线,无论是中继卫星还是月球探测器,天线的口径都不可能太大,因而只能用窄波束天线实现较大容量的数据传输。这对天线的指向精度要求极高。

  庞之浩说,月球背面地形比正面更复杂,陨石坑更多。要找到既有研究价值又适合着陆的地点,进行区域性详查和精查十分重要。但他表示,深入了解月球背面对研究月球的起源和演变、调查月球地质和资源情况等有重要作用,同时那里不受来自地球的无线电波干扰,是建造科研基地的理想圣地。

  我国还设想在未来十年内,利用机器人开展月球南北极探测。

  杨宇光介绍,在月面大部分区域,昼夜各长达半个月时间,温差达300摄氏度,对探测器的能源、散热、保温等都是严峻挑战。但在月球两极有两种特殊区域:一是永久光照区,可以获得持续稳定的太阳能;二是永久阴影区,可能存在大量水冰。

  庞之浩认为,如果我国在全球率先用机器人对月球两极进行区域性详查,并能确定是否有水和其他资源,不仅能作为月球基地选址的重要参考,也有助于把月球作为跳板进行载人火星探测。因为水能用于航天员的生活,还能分解成氢和氧作为飞船燃料。他表示,开展月球背面和两极的探测有望获得一批重大原创性科研成果。

  火星:未来人类的“第二家园”

  除了月球,火星也是全球深空探测的重点目标。中国月球探测工程首席科学家欧阳自远曾多次表示,几百年后,火星或许会被改造为人类的“第二家园”。

  2016年初,我国政府正式批复火星探测任务,计划于2020年择机发射火星探测卫星,一步实现“绕、落、巡”工程目标。

  庞之浩说,目前国外对火星的探测都是分别进行环绕、着陆、巡视,欧洲两度试图一次发射完成火星环绕探测和着陆探测,都在着陆过程中失败。如果我国能一次实现“绕、落、巡”,在世界火星探测史上将是首次。

  相比月球,探测火星有许多新的难点,首要问题是距离。庞之浩表示,火星距离地球最近为5500万公里,最远4亿公里,探测器与地球的信息传输延时长达几十分钟,这要求火星探测器具有很高的自主能力;从火星发回地球的信号衰减也很厉害,相比从月球发回的信号要差100万倍,这对火星探测器的测控要求很高。

  进入火星轨道并在火星表面着陆也是一大难点。“该过程被称为恐怖7分钟,国外很多火星探测器都倒在这一关。”庞之浩说。

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