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火星车|中国首辆火星车发布 一次性实现“绕落巡”三个目标

【数码爱好者讯】7月22日 ， 中国首辆火星车和着陆平台正式发布 。 火星车高1.85m ， 重240公斤左右 ， 和一辆mini汽车大小差不多 。
火星车将在火星表面开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作 。 火星车搭载六种有效载荷 ， 包括地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪、表面磁场探测仪、气象测量仪 。 为了适应火星地表特殊环境 ， 火星车还具备环境感知、障碍识别、局部路径规划及多轮运动协调控制等功能 。
火星车|中国首辆火星车发布 一次性实现“绕落巡”三个目标
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火星车在火星上依靠太阳能获得能源 ， 它的设计寿命为3个火星月 ， 约为地球上92天 ， 期间火星车将对火星的地质、环境气象等进行探测 ， 人们可直观了解火星和地球环境的异同 。
2020年是中国探测火星的元年 ， 中国首次探测火星任务”天问一号“1：1着陆平台和火星车的亮相发布对更多的人近距离了解中国深空探测任务有着重要的社会科普价值 ，
火星车|中国首辆火星车发布 一次性实现“绕落巡”三个目标
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此次火星探测是我国行星探测阶段的首次任务 ， 也是深空探测领域全新的里程碑 ， 将一次实现环绕、着陆、巡视三个目标 ， 这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的 ， 面临的挑战也是前所未有 。
去火星到底有多难？截至阿联酋”希望号“火星探测器发射之前 ， 人类以火星为目标的航天器发射任务共46次 ， 其中连地球引力范围都没有出去的有11次 ， 成功前往火星的有5次在路上就失联了 。 仅有30次被火星引力捕获 ， 其中还包含3次飞掠任务 。
天问一号 过关斩将登火星
“天问一号”从地球发射那一刻起就踏上了一场险象环生的征程 。 要想从地球抵达火星 ， 这个路程就要耗时200多天 ， 能够顺利被火星捕获还好 ， 不然就是前功尽弃 。
【火星车|中国首辆火星车发布 一次性实现“绕落巡”三个目标】被火星捕获后 ， 还要进入环火椭圆轨道、两器分离、着陆器平安着陆、火星车登上火星等步骤 ， 只要有一环出了问题 ， 这次任务都要宣告失败 。
当然 ， 我国科学家针对这些难题也做了应对措施 。
1、捕获问题 。 难点在于 ， 火星质量小 ， 捕获范围小 ， 需要极其精准的轨道才能实现 ， 我们有之前“北斗”系列卫星超高的发射精度来看 ， 问题不大 。
2、通讯问题 。 火星与地球的距离在5000万公里到4亿公里不等 ， 还要考虑到被火星捕获的时候两个星球之间的相位 。 因此需要在地面构建一个深空探测网络 。 目前我国的深空探测网络已经初步建成 ， 可以跟踪“嫦娥二号”到8000万公里的深空 ， 依然能够与之通信 。 如果只是追踪航天器的话 ， 我国在2015年就已经测量到47亿公里外的“新地平线号”探测器 。 另外今年70米口径深空天线在天津落成 ， 并与欧空局进行了深度合作 ， 所以说深空通讯问题已经不是问题 。
3、进入火星轨道制动 。 这个问题主要是地球与火星之间的通信延迟在十几分钟左右 ， 无法人工即时操作 ， 只能预先注入指令来控制探测器 。 这对于我国这样已经发射了数百颗人造卫星的国家来说难度不大 ， 很多的发射任务的控制原理和这个都差不多 ， 有足够的数据和经验基础 。
4、最大难题 ， 下降和着陆 。 我国将一次性实现环绕、着陆、巡视三个目标 ， 看起来难度很大 ， 但相比于美国直接跳过环火轨道步骤直接高速进入火星大气层而言 ， “天问一号”的方式更为缓和 ， 难度也相对低一些 。
着陆过程中将面临无法实现全程动力下降 ， 降落伞减速效果有限（空气稀薄） ， 因此需要发动机反冲抵消末速度 ， 而地火通讯延迟太高 ， 人工无法干预 ， 再加上火星近地面空气的扰动问题等 。 因此着陆只能靠着陆器自己完成 ， 对于其自动控制的要求无疑达到了前所未有的高度 。
5、着陆产生的震动和火星独特的环境也有可能让火星车的元器件失效 。
好在 ， 这些难点在地面上都一一进行了演示验证 ， 特别是去年11月的模拟火星重力的着陆器动力下降实验 ， 向全世界展示了我国在登陆火星上的充足准备 。
“天问一号”能否顺利进入火星轨道 ， 开展下一步探测任务 ， 最终实现着陆火星 ， 开展巡视探测的目标？让我们拭目以待
END


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