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【新浪科技综合】为了去火星，你知道天问一号有多努力吗？新浪科技综合2020-07-23 10:32:080阅( 三 )


【新浪科技综合】为了去火星，你知道天问一号有多努力吗？新浪科技综合2020-07-23 10:32:080阅
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图18/30佳木斯深空站（北纬46°2937 ，东经130°4612）66米天线和喀什深空站（北纬38°2634.7 ，东经76°4340.3）35米天线【【新浪科技综合】为了去火星，你知道天问一号有多努力吗？新浪科技综合2020-07-23 10:32:080阅】2013年 ， 佳木斯深空站和喀什深空站正式建成并投入使用 ， 同年12月正式加入嫦娥三号任务的测控工作 ， 首次利用X频段完成了嫦娥三号地月转移、环月、动力下降和月面工作各阶段的测控工作 。 两处测控站至今仍在为嫦娥三号着陆器提供各项测控支持 。
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图19/30没想到吧 ， 虽然玉兔号早已停止工作 ， 但嫦娥三号依然坚挺 。 2019年12月7日 ， 嫦娥三号着陆器成功唤醒 ， 开启了第75个月昼的工作 。 | CNSA2017年底 ， 阿根廷35米天线深空站建成 ， 不久就在2018年5月发射的嫦娥四号中继星鹊桥任务中正式投入使用 。 在这次任务中 ， 阿根廷、佳木斯和喀什站共同为鹊桥中继星提供了S频段测控支持 ， 这也是3个测控站首次完成全网协作 。
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图20/30阿根廷深空站（南纬38°11′28.90″ ，西经70°8′58.20″）35米天线及附近地形至此 ， 中国已经初步组建了自己的深空测控网 。
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图21/30全球主要深空测控设施分布 。 截止目前 ， 我国深空测控网由中国中国西北部喀什地区35米深空站、中国东北部佳木斯地区66米深空站和位于南美洲阿根廷的35米深空站组成2018年12月 ， 嫦娥四号发射 ， 佳木斯、喀什、阿根廷3站为嫦娥四号的飞行、着陆、月背工作提供了X与S频段测控通信支持 ， 全面验证了中国的深空测控能力 。
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图22/30嫦娥四号任务的月背通讯在此基础上 ， 为了火星和接下来更远的深空探测任务 ， 中国还在继续强化测控网的建设 ， 向着更大、更多、更广的目标迈进 。
2019年10月底 ， 西安卫星测控中心位于喀什的3台35米天线完成吊装 。 多个天线可以单独工作 ， 也可以组成天线阵列 ， 达到更大口径天线的效果 。
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图23/30【新浪科技综合】为了去火星，你知道天问一号有多努力吗？新浪科技综合2020-07-23 10:32:080阅
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图24/30喀什新天线的吊装 | 我们的太空另一边 ， 在探测数据的接收方面 ， 除了之前已有的密云40米和50米、昆明40米等天线之外 ， 2020年4月25日 ， 中国科学院国家天文台在天津武清的70米天线（GRAS-4）吊装成功 ， 预计到2020年10月投入使用 ， 可以在天问一号抵达火星之后加入数据接收工作 。
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图25/30来源：人民日报任探测器飞得再远 ， 都能“抓得住” ， “收得到” ， 这是我们迈向星辰大海的前提和保障 。
着陆火星：挑战“探测器坟场”
即使顺利飞到火星附近 ， 地面站也没和探测器失联 ， 对于一个着陆任务来说 ， 其实才只成功了一半 。
这一点也没有夸张 。 从1960年人类第一次尝试发射火星探测器至今 ， 一共有15次火星着陆任务成功进入了火星大气层 ， 但只有8次任务成功着陆并顺利开展探测工作——近一半的失败率让这颗红色星球至今还保有“探测器坟场”的称号 。
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图26/30截止2020火星发射窗口之前的火星着陆版图 ， 括号里的是抵达年份 。 数据来源：MOLA ， 制图：haibaraemily着陆火星比着陆月球要危险得多 ， 这很大程度上要怪火星有大气层 。 尽管火星大气层很稀薄 ， 表面大气压只有地球的6% ， 但也足以形成一个“屏障” ， 让毫无防备的探测器“未达火星先烧坏”了 。
但也不是说火星大气没有一点好处 ， 事实上 ， 火星大气的存在让着陆器任务有了利用大气摩擦减速和使用降落伞减速的空间 ， 这些都能缓解之后使用反冲火箭减速的压力 。
总之 ， 相比于简单直接的月球着陆任务 ， 火星着陆任务多了很多复杂的步骤 。 例如着陆组件得先被塞进一个隔热盾里保护起来 ， 降落伞要能打得开撑得住 ， 减速到一定程度隔热盾还要打得开抛得掉…… 而这些都得靠探测器自主判断和完成 。
更复杂 ， 也往往意味着更多不确定性 。 任何一个操作环节出现问题 ， 都可能会让探测器无法成功着陆 。 这对于第一次尝试着陆火星的中国来说 ， 显然有太多太多巨大的挑战 。
例如降落伞 ， 叶培健院士就表示要“反反复复抓降落伞” 。 欧空局和俄宇航的ExoMars 2020任务 ， 很大程度上就是因为降落伞不过关 ， 而退出本届火星赛季的 。


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