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飞行7个月！航程4亿公里！天问一号千里迢迢来到火星可不仅是找水

编者按：天问一号登陆火星有4个亮点 ， 每个亮点都是我们国家探测火星的里程碑！天问一号千里迢迢来到火星可不仅是找水 ， 接下来我们有可能向核动力电源方向突破 ， 然后建立火星基地 。 目前能够在火星上软着陆的国家只有中美两国 ， 建立火星基地是一个趋势 。
宇宙印象｜头条独家深度科普栏目第1405期
天问一号作为中国发射的第一个火星探测器 ， 几乎每个脚印都是里程碑！都是亮点！从任务角度看 ， 天问一号要实现绕、落、巡三步 ， 这就是一个亮点 ， 能够在第一次火星探测任务中实现在三步的只有中国 。
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图片解读：天问一号是个由轨道器和巡视器组成的探测器
【飞行7个月！航程4亿公里！天问一号千里迢迢来到火星可不仅是找水】第一个亮点：首次实现绕、落、巡三步
美国宇航局第一个成功抵达火星的探测器水手9号在1971年发射 ， 这是一个558公斤的轨道器 ， 只能在火星轨道上运行 。 美国宇航局在1975年发射、1976年入轨的海盗1号探测器则是一个轨道器与着陆器结合的组合体 ， 轨道器运行在近火点357公里、远火点3.4万公里的轨道上 ， 在任务结束时共计环绕火星运行1485圈 。 着陆器为静止平台 ， 无法进行表面漫游移动 ， 因此美国宇航局的早期火星任务中也仅仅实现了绕、落的步骤 ， 没有实现“巡” 。 一直到2000年代初 ， 勇气号、机遇号、好奇号形成的三大主力巡视器的出现 ， 极大提升了对火星表面的观测力度 。 但这三辆火星车任务为表面巡视 ， 并没有搭载轨道器 。
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图片解读：天问一号整体结构
第二个亮点：首次进行长达4亿公里的深空飞行
天问一号的第二个亮点是轨道飞行 ， 这是我们第一次将探测器送到火星 ， 从前往月球的38万公里 ， 拔高到4亿公里 ， 这对深空测控而言是个挑战 ， 也是一个亮点 。 天问一号依托长征5号Y4火箭的强大推力 ， 速度超过了每秒11.2公里 ， 摆脱了地球引力的控制前往火星 。 相比之下 ， 嫦娥1号和2号前往月球的飞行速度没有达到11.2公里每秒 ， 只有10.9公里每秒 。 更快的飞行速度也意味着抵达4亿公里外的火星轨道时需要减速才行 ， 要启动3000牛推力的发动机进行减速制动 ， 遥测信号需要传递4亿公里 ， 信号延迟超过7分钟 ， 这都是嫦娥任务中所无法体会到的 。
在嫦娥2号任务中 ， 我们国家进行了1亿公里的测控技术演示 ， 而天问一号抵达4亿公里外的火星 ， 信号延迟对探测器自动化运行的要求就更高了 。 7个月左右的空间飞行时间才能抵达火星 ， 也考验着天问一号的漫长飞行时的测控能力 。
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图片解读：NASA的火星车 ， 这是即将发射的毅力号 ， 携带了一个小型直升机
第三个亮点：首次在火星表面软着陆
第三个亮点是着陆 ， 抵达火星之后轨道器和着陆器分离 ， 着陆器开始进入火星大气层 ， 摩擦产生高温 。 这一点与嫦娥3号和4号登月不同 ， 月球上没有大气 ， 不需要考虑隔热的问题 ， 但是火星有稀薄的大气层 ， 进入火星大气之后会产生高温和等离子体 ， 对通信会形成干扰 。 因此天问一号在着陆的时候需要全自动运行 ， 由于火星与地球之间的距离较大 ， 信号传递时会出现延迟 ， 我们按4亿公里的距离算 ， 以30万公里每秒的光速传递信号 ， 就有20分钟的延迟 ， 那么一来一回就需要40分钟 。 这是地球与火星之间距离最大时候的信号传递延迟 ， 如果距离仅为5500万公里 ， 那么传递时间延迟为3分钟 。 不难看出 ， 火星与地球之间的信号传递延迟在3分钟至20分钟不等 ， 随着轨道距离的变化 ， 延迟时间也会不断变化 。 着陆过程仅为数分钟 ， 那么在延迟效果的影响下 ， 天问一号着陆器需要自行完成降落 ， 地球上的测控站无法直接控制 。 自主降落技术我们已经具备 ， 在嫦娥3号和4号任务中 ， 着陆器就使用了自主避障技术 ， 但火星有大气层存在 ， 降落的过程会更加复杂一些 。
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图片解读：火星基地的构想图
第四个亮点：首次巡视火星表面 ， 肩负考察火星基地选址重任
第四个亮点是天问一号巡视器成功从着陆器上行驶出来后 ， 如果对火星表面进行考察 ， 这是最后一个亮点 。 这个亮点也会持续数月至数年不等 ， 要根据实际情况而言 ， 看看巡视器能够取得哪些发现 。 我们已经知道火星上有季节性液态水存在 ， 天问一号千里迢迢来到火星可不仅是找水 ， 还肩负着对火星基地的考察任务 ， 接下来我们有可能向核动力电源方向突破 ， 然后建立火星基地 。 目前能够在火星上软着陆的国家只有中美两国 ， 建立火星基地是一个趋势 。 宇宙印象为今日头条独家 ， 其他均为假冒 ， 转载均为非法 。


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