美最新火星探测器将尝试“徘徊”模式

本报特约记者 晨 阳

美国有线电视新闻网（CNN）10日称，由于天气原因，美国蓝色起源公司的新型大推力“新格伦”火箭推迟发射。此次发射不仅是备受瞩目的“新格伦”火箭首次尝试将有效任务载荷送入轨道，也是时隔5年之后美国即将再度开启火星探测之旅。

报道称，“新格伦”火箭由美国亿万富豪贝索斯旗下的航天企业蓝色起源公司研制，它以美国首位完成轨道飞行的宇航员约翰·格伦的名字命名，是一种强大的两级重型运载火箭，被视为美国太空探索技术公司（SpaceX）“猎鹰”系列运载火箭的有力挑战者。“新格伦”火箭的起飞推力为1750吨，近地轨道运力45吨，地球同步转移轨道运力超过13吨。相比之下，美国现役运载火箭中只有为美国载人登月计划专门研制的SLS重型运载火箭以及SpaceX的“猎鹰重型”运载火箭比其运力更大。

这枚98米高的火箭原定在美国东部时间9日升空，但由于天气原因推迟发射。下一个发射窗口在美国东部时间10日下午2时40分至4时08分，但也可能会受到美国政府停摆等因素的影响。

美国“太空”网站称，与SpaceX的“猎鹰”系列运载火箭一样，“新格伦”火箭也设计为部分可重复使用，以降低成本。“新格伦”火箭虽然运力是“猎鹰9”号的两倍，但发射价格可能大致相同，每次发射约为6000万至7000万美元，优势相当明显。蓝色起源公司将在这次发射中尝试将火箭第一级助推器降落在海上驳船上。在今年1月的“新格伦”火箭首次轨道发射任务中，它成功将一颗名为“蓝环探路者”的测试载荷送入轨道，但助推器尝试降落在海上回收平台时失败。

这次发射之所以备受关注，除了是“新格伦”火箭首次执行太空发射有效载荷任务外，它所携带的载荷本身也非常受瞩目。美国“太空新闻”网站称，“新格伦”火箭这次搭载的是美国国家航空航天局（NASA）的一对双胞胎卫星——“逃逸与等离子体加速和动力学探测器”（ESCAPADE）。它是自2020年7月30日，NASA研制的“毅力”号火星车和“机智”号直升机升空以来，NASA五年多来首次发射的火星探测器。

报道称，ESCAPADE由NASA戈达德太空飞行中心和加州大学伯克利分校空间科学实验室领导的低成本行星科学项目，与火箭实验室和先进空间等商业航天企业合作完成。加州大学伯克利分校在任务描述中写道，这两颗完全相同的探测器将“编队飞行，以3D方式绘制火星的磁场、高层大气和电离层图，提供这颗红色星球独特的近太空环境的首次立体视图”。它们的发现将帮助科学家了解火星如何以及何时失去大气层，并更好地了解未来应该如何保护前往火星的宇航员和精密设备，让其免受恶劣太空环境的威胁，确保长期任务的成功与安全。

这次火星探测器的轨道也与众不同。“太空”网站介绍称，由于地球和火星的距离在不断变化，最远时相距约4亿公里，而最近时只有5500万公里。因此向火星发射探测器时需要抓住火星与地球最近的时间窗口，通常每26个月才能等到一次，这也使得火星任务的周期性特别明显。ESCAPADE任务原本也准备按照这个模式奔向火星，但当它错过了2024年年底的发射窗口后，NASA发现，进度延误、任务计划变化以及其他因素导致该探测器很难找到合适的发射平台和时机。最终研究人员决定不再等待2026年的发射窗口，而是“发挥创意”，选择“发射+徘徊”模式，这样探测器可以选择“任何一天升空”，在太空待命，保证有足够的多余燃料到达火星。

按照这个设计，这两颗火星探测器升空后，将不会直接飞向火星，而是前往拉格朗日L2点。这是一个位于地球与太阳的连线上、距离地球约150万公里的平衡点，探测器可以在这里以极低的燃料消耗长期维持轨道高度。同时这里的宇宙辐射相对较低，有助于减少探测器长期在轨停留时受到的损伤。预计到2026年火星转移窗口期开启时，探测器将在2026年11月重新飞向地球，借助地球引力加速，最终踏上前往火星的道路。如果一切按计划进行，它们将于2027年抵达火星轨道。

‍报道称，NASA科学家表示，如果这次特制的火星任务轨道取得成功，将有助于提高未来火星探测任务的灵活性。当然，由于额外的长时间宇宙停留，也会增加探测器发生故障的风险。但NASA方面表示，考虑到ESCAPADE任务的低成本特性，增加额外的风险是可以承受的。