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你知道吗?天问一号最初计划仅是“环绕”,我国2030年前后实施火星取样返回

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图说:着陆点全景图 来源/国家航天局(除署名外下同)

11日,国家航天局发布了天问一号探测器着陆火星首批科学影像图。由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”的4张图片纷纷刷屏,特别是着陆器和巡视器萌萌的合影,引发了极大关注。今天上午,国家航天局召开新闻发布会,邀请工程重量级专家介绍有关情况,回顾奋斗的历程。


图说:“着巡合影”图

天问一号实现六个首次

国家航天局新闻发言人许洪亮表示,天问一号任务成功是我国航天事业自主创新,跨越发展的标志性成就。在我国航天发展史上,天问一号任务实现了6个首次,一是首次实现地火转移轨道探测器发射;二是首次实现行星际飞行;三是首次实现地外行星软着陆;四是首次实现地外行星表面巡视探测;五是首次实现4亿公里距离的测控通信;六是首次获取第一手的火星科学数据。在世界航天史上,天问一号不仅在火星上首次留下中国人的印迹,而且首次成功实现了通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标,充分展现了中国航天人的智慧,标志着我国在行星探测领域跨入世界先进行列。

最初方案选择“低风险”

作客火星,难度很大。到目前为止,整体成功率约50%;对于着陆类的任务,成功率只有40%左右。我国首次火星探测任务,一次完成了“绕落巡”,难度极高。在今天的发布会上,我国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥透露了一个小秘密:当初方案选择了一个风险相对较小的,也就是去环绕的方案。“但是对这个方案,我们却心有不甘。”张荣桥表示,“和国外相比,我们起步较晚。在与国外还存在着不小差距的情况下,我们论证的时候有个基本共识:不能仅仅考虑风险,更要考虑对航天技术发展和科学研究的牵引、带动作用。” 在分析了各种因素,特别是载人航天、探月工程奠定了一定的技术和设备设施基础,长征5号运载火箭提供了必备的发射能力后,专家们认为,尽管难度很大,但“踮踮脚、伸伸手”,一步实现绕着巡的风险是可控的。于是,形成了我国火星探测 “一步实现绕着巡,二步完成采样回”的总体发展思路。


图说:2020年7月23日,长征五号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,实施我国首次火星探测任务 来源/新华社

首次火星探测历时8年,论证、研制、建设,张荣桥一路走来感受至深。“我们今天成功了,回过头来看,这条技术路线的选择是非常正确的。整体上更加节省经费,特别是在技术上能实现跨越发展,在较短的时间内使我国在行星探测领域跨入世界先进行列。”他说。

广泛开展国际合作

许洪亮介绍,国家航天局和欧空局、法国国家空间中心、阿根廷空间活动委员会、奥地利研究促进局等四家航天机构通过载荷搭载、测控支持等方式开展了广泛合作,同时还正与法国、奥地利、俄罗斯等有关机构,就天问一号火星探测数据的应用合作保持沟通。为了保证火星探测器在轨卫星安全,近期国家航天局正在与美国国家航天局、欧空局开展火星探测器轨道数据交换合作。

任务成功后,多个国家航天机构和国际组织以及很多国际同行和友人,纷纷以不同方式表示祝贺和赞誉,期待进一步合作。

在月球与深空探测领域开展国际合作是国际通行惯例。许洪亮表示,无论是探月工程四期还是小行星探测,包括大国际月球科研站,我国都坚持开放的态度,按照共商共建共享原则与国际同行开展广泛合作。


图说:“中国印迹”图

首创太阳能集热器技术

火星表面巡视和月球并不一样。我国首次火星探测任务探测器系统总设计师孙泽洲介绍,火星表面呈现低光照,太阳光能量相对比较小;另外,火星表面容易出现沉陷,针对这两点,科研人员在国际上首创太阳能集热器技术,对太阳能利用率达到80%,为祝融号在火星表面提供了很好的温度保障。

如何在火星特殊地貌下可靠行驶,科研人员采用了主动悬架移动系统。这一系统虽然实现起来复杂,但是对于可能的沉陷或车轮故障,包括爬坡能力,可以进一步提高。“我们可以主动改变移动的形态,实现车体抬升、车轮抬升甚至蠕动等形态,一旦沉陷可以实现多种移动方式实现脱困。”孙泽洲表示,“这也是国际上首次在地外天体采用主动悬架移动系统,更好适应在火星上稳健移动、可靠移动的目标。”


图说:火星地形地貌图

选择“重点、亮点、热点”作为探测目标

首次火星开启了行星际探测新征程,后续还有一系列任务等待着中国航天人不断奋进。张荣桥透露,接下来还是选择重点、热点和亮点作为探测目标,实现高起点的跨越发展。火星则依旧是探测的重点。“它是我们的近邻,科学上的意义巨大。”他说,“再一个就是木星系探测。到目前为止,我们对木星系的认知非常肤浅,进行的探测也非常有限。木星孕育着大量科学新发现的机会。去木星系除了科学意义之外,还能带动我们更远距离的测控,更长寿命的探测器的技术,还有新能源的利用。”

我国首次火星探测任务各个环节顺畅精准。在张荣桥看来,所谓“中国速度”就是结合现有的能力、基础和条件,再加上一些大胆创新的思想。中国航天人有种风格:早下手、下好先手棋。“我们在首次火星探测任务的时候,小行星取样返回任务已经开展了先期研制。”他说,“我们会按照自己的节奏,按照‘中国速度’,尽早实现。”

关于火星取样返回和木星系探测任务,张荣桥表示,会考虑到整体任务继承与创新的协调平衡,任务安排有机衔接,确保风险可控。

据介绍,我国准备在2025年前后,实施近地小行星取样返回和主带彗星环绕探测任务,实现近地小行星的绕飞探测、附着和取样返回;2030年前后,实施火星取样返回任务;还将实施木星系的环绕探测和行星穿越探测任务。在月球探测方面,“十四五”时期,我国将发射嫦娥六号、嫦娥七号探测器,实施月球极区环境与资源勘查、月球极区采样返回等任务;后续还将发射嫦娥八号。还值得一提的是,在载人航天方面,2022年底我国将建成长期有人照料的载人空间站,开展航天员长期驻留、空间科学试验、空间站平台维修维护等工作。

新民晚报记者 郜阳

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