三国探火演义进入倒计时,中阿火星探测器打头阵挑战入轨

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中美阿三国探火演义进入最后倒计时,去年7月20日打头阵发射的阿联酋希望号探测器距离插入火星轨道仅仅一天,锁定2月9日午夜时分。去年7月23日重磅发射的中国天问一号紧随其后,瞄准2月10日前后进入火星轨道。去年7月30日殿后发射的美国火星2020,预计十天后直接挑战登陆,聚焦2月18日。

我们透过一系列数据,来看看最近倒计时状况如何?

▲目前来看,三大探测器状况良好都很健康。此时此刻,希望号距离火星最近,仅有27万公里;天问一号其次,仅有44万公里;火星2020殿后还有230万公里。

相对火星速度来说,希望号最快(9879公里/小时),火星2020飞得稍慢(9062公里/小时),天问一号最慢(8815公里/小时)。当然飞行速度是动态的,并非一直不变。

阿联酋希望号

发射时间:阿联酋时间2020年7月20日1:58,东京时间7月20日6:58,北京时间7月20日5:58
发射地点:日本种子岛航天中心LA-Y1

运载火箭:三菱重工H-2A 202型火箭(F42:H-2A第42次飞行)

发射任务:希望号火星探测器(Hope Probe)探测器质量:1.35吨任务过程:希望号历时7个月,跨越6000万公里、飞行4.935亿公里,瞄准北京时间2021年2月9日午夜时分~23:30进入火星引力捕获轨道,动用近一半燃料用于减速插入轨道,持续反推大约30分钟,从121000公里/时降至18000公里/时,目标插入一个大椭圆火星轨道(1000 x 49380公里,运行周期40小时);之后经过一系列操作、测试、验证,逐步从捕获轨道过渡至科学探测轨道(20000 x 43000公里,飞行周期55小时,倾角25度)。4~5月正式科学探测,一期探测两年,二期扩展至2025年。

任务耗资:2亿美元(同类探测任务最低之一)主要特点:
①有望成为第一颗真正的火星气象卫星,为科学家首次提供火星每年每季每天的全球气候变化图景。②阿拉伯国家伊斯兰世界首个跨行星科学探测任务,也是阿联酋推出2117火星定居计划的起始点。③阿联酋采用商业操作、国际联合的快捷模式,探测器研制由美国出手相助,发射环节由日本提供服务,阿联酋全程管理、参与、买单。

中国天问一号

发射时间:北京时间2020年7月23日12:41
发射地点:海南文昌航天发射场LC-101

运载火箭:中国航天科技集团研制长征五号火箭(火箭序号遥四Y4,胖五第4次飞行)

发射任务:天问一号火星探测任务(一颗火星轨道器、一架着陆器/一辆火星车)总质量:5吨(轨道器3.175吨,火星车240公斤,相当于毅力号1/4)

任务过程:太空飞行7个月,预计2021年2月10~11日前后进入火星捕获轨道。之后部署火星轨道器(全称火星全球遥感轨道飞行器),携带7款科学仪器+2台相机,兼具轨道探测和中继通信,任务期至少一个地球年。天问一号在轨运行约三个月后,计划今年5月着陆器挑战登陆,瞄准着陆于高纬度地带的乌托邦平原。成功着陆后再部署火星车。中国首辆火星车(目前尚未最终命名)携带6款科学仪器,具备火星表面探测、地下探测、磁场探测、火星气象监测等能力,任务期90个火星日。

任务耗资:不详主要特点:
①中国首次独立火星探测任务,也是首次部署行星际探测器任务。在此之前,2011年中国萤火一号曾搭乘俄罗斯福布斯-土壤探测任务试图首次探测火星,由于火箭转轨失败导致任务挫败。②天问一号有望一次性完成绕、落、巡三项工作。如果成功,这将是世界上首次探索火星就一举完成软着陆的壮举。③天问一号主要使命:实地收集第一手火星信息资料;寻找火星生命存在迹象;探测火星自然资源。后续任务:天问二号采样返回火星任务,计划2028年发射。

美国毅力号+机智号

发射时间:美东时间7月30日7:50,北京时间7月30日19:50

发射地点:美国佛州卡纳维拉尔角41号发射位SLC-41

运载火箭:ULA联合发射联盟的阿特拉斯5型火箭(541)发射任务:火星2020(毅力号火星车+机智号直升机)

探测器质量:4.1吨任务过程:太空飞行为期7个月,预计2021年2月18日进入火星轨道后直接着陆于杰泽罗陨石坑。毅力号火星车有望成为NASA成功部署的第5辆火星车,比好奇号重17%,重达1吨多,携带8组科学仪器,装备23个摄像头,保存41个火星样本,自带麦克风,首次进行火星声音采集。装备110瓦核动力电池,至少持续供电14年。毅力号火星车任务期至少1个火星年(687个地球日)。与毅力号火星车一同发射的直升机Ingenuity机智号/独创号,将成为首架行星探测直升机。有望在火星工作30个火星日(31个地球日)进行5次探测,智能化独立探测的同时,也为毅力号火星车规划最佳探测路线,还会为下一代探测直升机积累更多经验。

任务耗资:27亿美元主要特点:
①首次部署行星探测直升机,构建火星探测车+探测直升机全方位、立体化探测模式。

②首次进行就地取材实地试验,利用火星制氧实验设备(MOXIE)试图在火星制造氧气。

③首次进行火星声音采集。

④NASA动用最尖端的探测技术找到火星生命的最直接证据。作为现役火星车好奇号的升级版,毅力号将进一步寻找火星生命迹象,探测火星地质、环境条件,存储火星样本,为后续样本返回任务做准备。后续任务:NASA与ESA联手计划2026年发射火星后续任务,提取毅力号采集火星样本2031年返回地球。如果成功,这将是人类首次主动采集/带回火星第一手样本。

火星时代未来已来

火星是除了月球之外,人类热情最大、探测和尝试登陆任务次数最多的外星球,也是最有希望、最有条件让人类首先登陆的行星,更是人类成为跨行星物种,建立跨行星文明的首选星球。迄今为止人类共执行过47次火星探测任务,包含58个探测器任务,其中19次任务成功,3次正在进行中,25次失败,成功率只有43%,远低于探月任务成功率53%。如果中美阿三国探火任务全部成功部署的话,火星世界一下子将会热闹不少——新增两辆火星车:毅力号火星车、中国火星车;新增两颗火星轨道探测器:中国火星全球遥感轨道飞行器、阿联酋希望号火星探测器。再加上一架史无前例的机智号直升机。

届时,2021年火星表面正常运行的会有3辆火星车:好奇号、毅力号、中国火星车。火星轨道上会有8颗探测器持续工作:NASA奥德赛、ESA火星快车、NASA火星勘察轨道器、NASA火星大气与挥发物演化任务探测器、欧俄ExoMars探索火星生命微量气体轨道器、印度曼加里安火星轨道器、中国火星全球遥感轨道器、阿联酋希望号火星探测器。如今,这颗红色星球从未如此地接近我们地球人。探索火星,从科幻作品到发射探测器,再到载人登陆计划,从天马行空到火星科学,再到火星时代前奏。可以预见,火星作为人类最想登陆的行星,各大国争相逐鹿的新目标,必将是太空探索的下一个制高点。探索火星的过程将会提升人类文明,认清宇宙与生命的意义,还会促成一系列副产品与文明成果,让眼前的人类社会受益,其深远意义必将超过阿波罗登月。期待火星时代尽早到来,人类第二个家园星球越来越亲切,越来越宜居。

三体引力波