天问一号最新情况 天问一号成功着陆火星( 二 )


1996年到2013年(即火星年23-31)间 , 火星环绕器观测记录的沙尘暴 。注意 , 起源于北半球的沙尘暴也可能发展到南半球范围 , 反之亦然 。
在此基础上 , 行星科学家还利用现有的火星探测器遥感数据(主要是亮温和阳光透射率数据)和着陆区的实际位置、地形情况 , 对计划着陆区做气象预报 。综合判断 , 祝融号在五月中旬之后着陆最为稳妥 。
经过这些准备工作 , 祝融号终于在今天迎来了着陆 。
“探测器坟场”
火星虽然只有稀薄的大气层 , 但已经足以烧坏高速进入的探测器 。因此想要着陆火星的探测器都必须“铠甲”护身 , 被打包塞进隔热的保护罩里 , 这个罩子叫“气动外罩” 。
天问一号的着陆平台和祝融号火星车 , 一路上都被塞在这个罩子里 , 直到快要落地才会“破罩而出” 。
但仅仅加个保护罩还远远不够 。从进入火星大气层 , 到着陆火星表面 , 探测器需要从初速度数公里/秒逐步减速到0 , 然后稳稳当当地落地 。由于信号延迟和屏蔽 , 着陆过程中的所有步骤都需要探测器自主完成 , 得不到来自地球的任何帮助 , 稍有差池 , 就可能殒命火星 。
从1960年人类第一次尝试发射火星探测器到祝融号之前 , 一共有16次火星着陆任务成功进入了火星大气层 , 但只有9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 。
值得一提的是 , 这9次任务全部都是NASA的 , 而其他国家最接近成功的一次 , 是苏联的火星3号 。
1971年 , NASA的水手9号 , 苏联的火星2号、3号相继抵达火星 。水手9号只有环绕器没有着陆计划 , 火星2号和3号都携带了着陆器和火星车 。那一年 , 苏联距离首次完成“绕、着、巡”三大任务只有一步之遥 。
然而 , 好巧不巧 , 它们碰上了火星全球性的沙尘暴 , 整个火星表面一片模糊 。
两眼一抹黑被草草扔下的火星2号着陆器直接着陆失败 , 火星3号着陆器虽然成功着陆 , 但仅20秒后就迅速失联 , 连拍摄的第一张照片都没能传全乎[3] , 火星3号着陆器的火星车是否成功释放 , 自然也就无从知道了 。
严格来说 , 苏联的火星3号勉强算是第一个成功软着陆火星表面的探测器 , 只是没能顺利开展探测工作 。给它算0.5次 , 还算合理吧 。
欧空局也在21世纪里挑战了两次火星着陆 , 但均告失败 。
一次是2003年的火星快车号环绕器携带的着陆器小猎犬2号 , 着陆时失联;另一次是2016年的痕量气体轨道器(TGO)携带的斯基亚帕雷利号着陆器 , 因为打开降落伞后软件故障而着陆失败 。
不过 , 幸运的是 , 两艘环绕器都非常健康 , 一直工作至今 , 获取了许多珍贵的火星探测数据 。
很难说这两次着陆失败完全是运气不好 , 因为欧空局的下一个火星着陆任务ExoMars 2022(与俄宇航合作)也因为降落伞测试失败 , 错过了2020发射窗口 。至少从目前看来 , 欧空局和俄宇航对着陆火星依然有关键技术需要攻关 。
挑战“恐怖八分钟”
着陆火星这短短的几分钟 , 也常常被称为“恐怖七分钟”甚至“死亡七分钟” 。
不过 , 这个“七分钟”其实是那些抵达火星后直接着陆的探测器所需的时间 , 因为这些探测器在进入火星大气层时初速度更大 , 着陆过程所需的时间自然会短一些 。
例如洞察号着陆器 , 进入火星大气层时速度约为5.5 公里/秒 , 整个着陆过程花了6分45秒 。
而天问一号这样先刹车入轨再择机分离着陆的探测器 , 着陆时间会比7分钟更长 。因为这些探测器在入轨的时候已经减过速 , 所以进入大气层时的初速度会低不少 。
典型的例子是NASA的海盗号任务 , 也是先进入环火星轨道 , 对着陆区进行了一个多月的考察之后 , 才择机释放的着陆器 。在这种情况下 , 海盗号着陆器进入火星大气层的速度是4.6 公里/秒 , 比洞察号低了16% 。这段着陆过程花了大约10分钟 [4] 。