我国将在明年择机发射火星探测器,开展火星全球性和综合性探测。

文章作者:管理一号 | 2019-12-24
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  2019年被不少人称为“中国航天超级2019”,而即将到来的2020年,中国航天将进一步连续“超级形式”。日前,国家航天局首次公开了我国火星探测使命。据悉,我国将在明年择机发射火星探测器,展开火星全球性和综合性探测。

  到2016 年12 月,人类已进行了45 次火星勘探活动。美国、俄罗斯、日本、印度、欧洲空间局等国家或组织都已制订了各自的长远的火星勘探方案,全方位地展开对火星生命信息、环境、大气、岩石、水及内部构造等的勘探与深入研究。根据天体运转的规律,人类勘探火星的窗口,也就是勘探器发射的最佳时刻每隔26个月才有一次机会,所以我国的初次火星勘探使命方案在2020年择机施行。依照规划,火星勘探器发射后,大概需要经过200天左右的飞行,才干终究到达火星。

  最近由上海科技教育出版社推出的《火星科学概论》获得了第七届中华优秀出版物奖,这本系统论述火星的权威性科学专著,为重视火星科学研究与火星勘探发展的公众普及了火星科学知识。现选摘书中部分章节,以飨读者。

  通过长期的观测和50多年的近距离勘探,人类已经对火星有了一定的了解,在火星科学研究领域取得了巨大的成果,但这还远远不够。无论是火星电离层、火星大气层、火星土壤、火星内部结构,仍是火星的形成与演化过程等,都存在着许许多多的科学问题有待咱们进一步探究和考证。而火星作为地球的近邻,其外表是否存在或曾经存在生命,一直以来更是得到高度重视。探寻火星过去或现存的生命迹象,探究能否将火星改造成人类的第二个栖息地,将是未来国际火星勘探的一大主流。

  2020年中国火星探测工程要研究些什么?

  我国火星探测起步较晚,但随着探月工程获得重要进展,我国已具备展开火星探测的能力。适时展开火星探测,可以在空间科学、空间技术和空间应用领域加快实现从盯梢研讨向自主创新改变,实现从航天大国向航天强国迈进。

《流浪地球》剧照《流浪地球》剧照

  2016年4月22日,我国首次火星勘探使命正式立项,计划在2020年经过一次发射实现火星轨迹器盘绕勘探和火星车软着陆巡视勘探。首次火星勘探的科学方针是:经过盘绕勘探,开展火星全球性和综合性的勘探;经过巡视勘探,开展火星外表重点地区高精度、高分辨率的精密勘探。

  具体科学目标包括:

  (1)研讨火星描摹与地质结构特征。勘探火星全球地形地貌特征,获取典型地区的高精度描摹数据,展开火星地质结构成因和演化研讨。

  (2)研讨火星外表土壤特征与水冰散布。探测火星土壤种类、风化沉积特征和全球散布,搜索水冰信息,展开火星土壤剖面分层结构研讨。

  (3)研讨火星外表物质组成。识别火星外表岩石类型,探查火星外表次生矿藏,开展外表矿藏组成分析。

  (4)研讨火星大气电离层及外表气候与环境特征。勘探火星空间环境及火星外表气温、气压、风场,展开火星电离层结构和外表天气季节性变化规律研讨。

  (5)研讨火星物理场与内部结构。勘探火星磁场特性。开展火星早期地质演化前史及火星内部质量散布和重力场研讨。

  中国火星探测在10年内要解决哪些难题?

  2030年前,我国火星勘探的主要任务是环绕遥感勘探、软着陆巡视勘探和采样回来,完成对火星从全球普查到部分详查再到样品实验室分析的科学递进。

  环绕遥感勘探的科学方针着眼于对火星的全球性勘探,致力于建立火星的总体、大局的科学概念;软着陆巡视勘探科学方针着眼于对火星局部地区的重点勘探,首要展开火星科学试验;采样回来的科学方针着眼于着陆点的现场调查与剖析、火星样品的剖析研讨,首要展开比较行星学研讨。

  星空众多无比,探索永无止境。火星勘探等深空勘探任务的逐步推进是一项长时间而艰巨的工程,我们信任,通过航天人的不懈努力,我国的深空勘探一定会不断获得突破,火星也必将是21世纪人类踏上的第一颗地外行星。

  NASA火星之旅为什么要“三步走”?

  2004年,美国提出了“新太空计划”,着手制作新一代宇宙飞船,主方针是在2030年前后把人类送上火星。2011年,NASA再次制订了详细的《2013—2022行星科学十年规划与展望》,包括了美国未来十年行星勘探的科学方针、发展规划及科学勘探任务,把火星勘探规划为重中之重,并清晰了在21世纪30年代实现载人登陆火星的发展方针。在此基础上,2015年,美国NASA就火星勘探发展政策和战略规划公布了《NASA的火星之旅——开辟太空探索下一步》,充分展现了美国加速火星勘探步伐之决心。

图片来源NASA

  2015年10月公布的《NASA的火星之旅——开辟太空探究下一步》,是一份人类登陆火星的具体计划。火星之旅将分三个阶段推动,每个阶段随着探究的距离更远也必将面对更多应战。

  NASA将经过渐进式的脚步开发和验证各项才能,然后解决相关难题。三大阶段分别是:

  第一阶段:依靠地球阶段。依靠地球的探究将聚集于在国际空间站(ISS)上展开研讨活动,包括微重力实验和一系列相关测验研讨,为宇航员的长时间驻留供给技能支撑,以支撑未来深空勘探长时间使命。

  第二阶段:深空试验场阶段。本阶段的使命主要是探索在距离地球几天航程的深空环境中如何开展杂乱的载人运行,提升和验证在距地球更远距离时(如火星上)人类生存和工作所需的各项能力。

  第三阶段:独立于地球阶段。此阶段的活动将以上述前两个阶段为基础,使载人活动抵达火星附近(如低火星轨道或某个火星卫星),并最终抵达火星表面。未来的火星任务将由NASA和合作伙伴共同开展,探索在地球以外生命连续的潜在或许。

《火星救援》剧照《火星救援》剧照

  欧洲空间局“火星生命探测计划”为何走走停停?

  2003年,欧洲空间局(ESA)提出了“曙光方案”,确立了欧洲未来30年太阳系勘探的展开战略和路线图,提出以机器人和载人登陆火星为主,探寻太阳系中地外生命存在痕迹,提醒太阳系来源。经过细化证明,2005年ESA正式发布了《宇宙神往2005—2025》,描述了未来20年空间科学的展开蓝图,指出火星勘探是ESA未来10—20年即将展开的重要空间科学勘探活动。2015年,ESA发布最新的《空间探索战略》,火星仍是其重点探索目标。

  ESA在《空间探究战略》中提出,火星是其三个优先探究目标之一,主要使命包含“火星生命勘探方案”(ExoMars)系列使命和火星机器人勘探预备使命。其中最为突出的一点就是广泛的国际合作。ESA特别指出,当前处于准备期,潜在的国际合作伙伴包含美国、俄罗斯、加拿大、日本、我国等国的国家航天部分以及私营部分。

  在使命路线图方面,ESA未来火星空间探索的首要活动是通过ExoMars系列使命展开火星生命演化研讨,保证欧洲在国际火星取样回来中占有一席之地,与俄罗斯树立战略伙伴关系,参与首次火星采样回来使命及未来的载人登陆火星。

  根据《空间探究战略》,ExoMars系列使命迈出了ESA探究赤色星球的第一步。事实上,ExoMars在2005年就通过了ESA成员国的正式批准,尔后该方案有几回简直中止。在美国抛弃将ExoMars 作为优先使命后,俄罗斯联邦航天局作为新的合作伙伴加入ExoMars使命,为ExoMars两个项目供给要害部件和科学仪器,包括为运送卫星的“质子号”火箭供给到达火星所需的全部硬件。ExoMars使命的预算约为13亿欧元。

  俄罗斯火星探测器啥时候能发射?

  俄罗斯没有因早期(苏联时期)火星勘探系列使命和2011年“火卫一—土壤号”火星勘探使命的失利而泄气。2012年3月,俄罗斯联邦航天局制订并公布了《2030年前航天活动发展规划》草案,其中触及树立火星实验站等一系列方针。2012年4月,其又制订了《2012—2025太阳系勘探总体规划》。这两份规划都把火星列为首要勘探方针。2016年3月,俄罗斯政府同意了《2016—2025俄罗斯十年太空方案》。

  《2016—2025俄罗斯十年太空计划》指出,俄罗斯未来10年将把精力会集在金星近地轨道、太空辐射和太阳活动的研究。

  在以对火星土壤进行检测、采样回来的“大卫一—土壤号”使命失败后,2014年,俄罗斯从头提出自己的火星土壤采样回来的Expedition M使命,更改为“火卫一外表探测和土壤采样回来”使命,并归入2015年财政预算,合计约51亿卢布。Expedition M探测器计划于2024年运用安加拉5型(Angara 5)火箭发射。该使命将为2030年的火星采样回来作准备。

  日本为什么要以月球为中转站奔赴火星?

  2005年,日本制订了跨越20年的航天开展路线图,即《日本世界航空研究开发机构长期开展规划——JAXA2025》,提出了未来20年空间活动的开展方针、开展方向、开展规划与想象。该规划指出,下一代太阳系探索的重点是完成探测器飞往火星,重点探测火星气候。总体思路是首要树立月球基地,以月球作为中转站奔赴火星。

  1998年7月3日,日本首个火星探测器“期望号”发射升空,使得日本成为世界上第三个发射火星探测器的国家。但是“期望号”在太空中困难飞行了5年之后,于2003年12月9日宣告失利。日本宇宙航空研讨开发组织(JAXA)方案最早于2022年发射飞向火星的卫星——火卫一和火卫二的探测器,将使用小行星探测技术,初次从火星卫星上带回沙子、岩石等样本加以研讨。

  印度探测火星的雄心从何而来?

  2007年,印度空间研讨组织(ISRO)正式对外发布勘探火星方案。2012年8月方案发动,2013年11月15日“曼加里安号”火星勘探器发射升空,2014年9月成功进入火星轨迹,在500km × 80000km椭圆轨迹上开展科学勘探使命。印度成为亚洲首个成功进行火星勘探的国家。“曼加里安号”的成功,大大激发了印度对火星勘探的大志,目前SRO已发动了后续火星勘探使命的证明工作。

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