#祝融# “天问一号”登陆!“祝融”号叩开火星大门,中国突破最难的环节

“天问一号”成功降落火星,“祝融”号火星车即将出动!对于中国航天事业来说,2021年5月15日绝对是一个值得载入史册的重要一天,中国自主研发的火星探测器“天问一号”成功着陆,“祝融”号火星车降临火星,火星的土地上终于竖起了鲜艳的五星红旗。截至目前,人类一共进行过21次火星探测器着陆任务,仅有9次取得成功,其中就有“天问一号”的这一次。

值得注意的是,“天问一号”发射任务是中国进行的首次火星探测。而就是在这个“首次”,中国就成功实现了“绕、落、探”三个重大目标,实可谓世界航天史上的一大成就,既说明我们的技术起点很高,也体现出中国在航天领域的雄厚实力与强大信心。

在21次火星探测器着陆中,仅有9次获得成功,足见登陆火星是一件难度何其巨大的事情。那么,登陆火星的难点究竟在哪?为何成为了多国难以企及的一道技术门槛?我们不妨了解一下。

以国产“天问一号”探测器为例,其目前距离地球约3.2亿公里。向3.2亿公里外的探测器发出各种控制指令,我们首先遇到的问题是什么?很简单,那就是信号延迟,距离越远,信号传输需要的时间就越久。倘若探测器只是在轨道上运行的话,那稍稍有些延迟还不是大事,但若是在降落火星的过程中控制不好的延迟问题,那就是个“灾难”了。

探测器从轨道冲入火星大气层,再到无损地成功降落火星表面,需要进行姿态控制、多次减速控制和最终的伸出着陆腿。听起来非常简单,但任何一个动作哪怕早了或晚了零点几秒,都有可能让“天问一号”不幸成为火星上的一堆残骸……

下降开始后,“天问一号”遇到的第一个“拦路虎”不是如何减速,而是要耐高温。火星的大气层密度很小,基本只有地球的一百分之一,但厚度却并不小。当探测器冲入火星大气层时,速度约为4.9公里/秒,在火星大气层的摩擦下,探测器表面温度会在短时间内上升到1300摄氏度,随即进一步升至2100摄氏度,堪称“地狱烈火级别的炙烤”,这种令人揪心的炙烤要维持5分钟之久,直到探测器彻底冲入火星大气层。

对于很多国家来说,如何给探测器“裹”上一层足够强大的“耐热服”,是一个极具挑战性的工作。探测器的耐热外层必须经受住极端的高温,不至于因摩擦高温而焚毁,同时还要保证内部温度不超高,对设备毫无影响,尤其不能让宝贵的“祝融”号火星车被“烧伤”。

冲入火星大气层后,结束了气动减速阶段的探测器已成功地将速度降到了原先的10%左右,即480~490米/秒。但即便如此,其依旧超越地球环境下的音速,如果以这种超过1马赫的速度着陆,那无疑仍是灾难,或者说根本算不上着陆,而是坠落。因此,“天问一号”还需要进一步减速,此时就需要减速伞出场了。

张开减速伞时,“天问一号”必须保证已经冲入了火星大气层内部,且不能再与大气层出现剧烈摩擦和高温,否则就会因为开伞过早而烧掉减速伞,因而开伞的时机需掌握得极为精准。同时,减速伞的设计必须极为坚固,能够承受住探测器以超过1马赫的速度带来的巨大动能,不能因反作用力而被扯断。减速伞的减速阶段约耗时90秒,在这90秒中,“天问一号”的降落速度会大幅度下降到100米/秒左右。

当然了,对于探测器来说,即便是100米/秒也是一个过快的着陆速度,依旧会让自己狠狠地撞到火星表面,这时就需要开启反推发动机。“天问一号”装备的国产反推发动机技术成熟,即7500N变推力发动机,在多次“嫦娥”登月任务中表现出色。

值得注意的是,反推发动机的作用不仅仅是减速,其还能让探测器在空中100米处实现悬停,这是很重要的一步。悬停的目的是为了在降落前的最后时机,为探测器选择最为平坦的着陆点,防止因地形凹凸不平或障碍物过多而撞坏探测器。在姿态发动机的调整下,探测器会缓缓下降高度。最终在距离火星表面不到4米的高度时,发动机关机,降落动能将完全由探测器本身的着陆腿和缓冲装置吸收。

基本上,这就是“天问一号”探测器携带“祝融”号火星车降落火星的一个过程,原理说起来很简单,但实现起来的每一个步骤,都足以让各国航天人为之公关数年乃至数十年。以俄罗斯和欧洲多国联合推进的ExoMars火星探测任务来说,就是因为减速伞技术迟迟不过关,导致其在2020年错过了登陆火星的发射窗口期。
而在降落过程中,减速伞的开伞与抛弃、反推发动机的开机与关闭、姿态发动机的关闭……任何一个动作和指令的或早或晚,都可能让探测器就此化为乌有,更何况这是在3.2亿公里之外的地球上发出的控制指令,更显难度之高。

如今,中国人终于叩开了火星的大门,在探测火星的赛道上,中国已经进入全球第一梯队,甚至开始引领世界。相信随着“祝融”号开启火星之旅,我们将对这颗星球有越来越多的了解,揭开其神秘的面纱。 #为什么要探索火星##火星上首次留下中国印迹##天问一号##祝融号火星车顺利发回遥测信号##你好火星中国来了##动画模拟天问一号着陆过程#

山绣球“美方八重”每年开到中期可育花就会直接掉落,我想大概因为没有授粉就自动掉落了吧,今天看到其他几种山绣球上都有蜜蜂飞来飞去,不过也没从来没见过结出种子的。另一颗倔强的山绣球,怎么调蓝都没用,一直开出玫粉色,不过今年的实验是把山绣球作为攀缘植物种植,牵引在前面或爬架上,山绣球的枝条纤细又能侧芽开花,效果还是非常不错的,可以拉开绣球的不同层次。

南来的友北往的客
听我和你说几句最贴心的磕
人生一世 要好好把握
莫让贪念来占据你的心窝

花儿有开 也会有落
三穷三富过到老得失要看破
只要保持 平常心一颗
你的世界就会天高地也阔

知足常乐 知足常乐
贪心不足蛇吞象 不是传说
做人分清 美善与丑恶
诱惑面前切莫丧失原则

知足常乐 知足常乐
金银财宝身外物 不可强夺
急功近利 千万使不得
小心驶得万年船一定牢记着

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