火星探测器2020年7月(火星探测器 各国)

目前，计划于7-8月发射的美国“毅力”火星探测器和阿联酋“希望”火星探测器均已进入发射“倒计时”。我国首次火星探测任务——“天问一号”的发射也备受关注。不久前，中国科学院院士、航天科技集团公司科技委主任包为民在接受央视记者采访时透露，“天问一号”将于7月起发射到今年8月。

这部将在多国上演的“探火”大戏，让人拭目以待。

窗口期上线，省时、省力、省钱

包括中国在内，所有计划今年“探火”的国家都一致选择了7-8月的火箭发射日期。为什么是这样？

“今年七八月是火星探测的‘窗口期’。”中国科学院国家空间科学中心空间天气国家重点实验室研究员刘勇表示，火星和地球在几乎同一轨道平面上绕太阳公转，地球公转周期为1年，火星的公转周期约为2年。如果地球和火星在环形跑道上比赛，发令枪响后会“缓慢”的火星大约每两年会与地球相遇一次，此时两颗行星距离最近。大约在这个时候，从地球发射火星探测器，将缩短人类“探火”的“奔波”时间，携带的燃料更少，成本也更便宜。

然而，即便是这样最短的飞行距离，探测器仍然要经历一段“漫长的旅程”。

中国科学院空间应用工程技术中心研究员张伟告诉科技日报记者，火星最远距离地球约4亿公里，最远距离约5600万公里。最近的距离。以我国此次发射的火星探测器为例，飞行需要200多天的时间。到达遥远的火星。

当探测器“在路上”时，地球和火星总是相对运动。因此，探测器飞行轨迹的设计中隐藏着很多学问。

“火星探测器经常沿着地球和火之间的霍曼转移轨道飞行。”刘勇说道。

霍曼转移轨道是由德国物理学家沃尔特·霍曼提出的。它是改变航天器轨道方法的总称。途中只需要两个发动机推力，相对省油。

刘勇指出，火星探测器发射后，首先在地球附近加速，进入椭圆霍曼转移轨道进行惯性飞行，不消耗其携带的燃料。当它到达火星附近时，它会“刹车”并减速，最终被火星捕获。这就要求在探测器发射时，必须提前计算出火星与地球的相对位置，使得探测器的霍曼转移轨道在某一时刻能够与火星轨道相切。两个轨道之间的切点就是探测器将被火星轨道捕获的空间位置。这个特定的时刻，是探测器真正投入火星“怀抱”的时刻。

结合地球和火星的公转周期，以及轨道设计的相关内容，科学家通过详细计算得出，地球上每26个月是发射火星探测器的最佳时机，而“窗口期”则由这。来。

如果错过今年7月至8月这个“窗口期”，下一次火星探测的好时机就要等到2022年了。比如欧洲航天局与欧洲航天局联合研制的火星探测器。俄罗斯航天局原定于今年7月发射，但由于疫情等技术因素，发射不得不推迟到两年后。

目的地相同，但“赶”时间不同

如果翻翻历史资料就会发现，尽管历次国际火星探测都是沿着霍曼转移轨道飞行，但“冲”的时间有长有短。

美国发射的“水手四号”火星探测器从距火星一万公里的高度拍摄并传回了第一张火星表面照片。这张布满陨石坑的照片震惊了当时的科学界。该探测器于1964年11月底发射，并于8个半月后的1965年7月中旬飞越火星。

与《水手4》同系列的《水手9》，在“冲”路上花费的时间更少。该探测器于1971年5月底发射，同年11月中旬抵达，成为人类发射的第一颗探测火星的人造火星卫星。这次飞行仅持续了5个半月。

随着时间的推移，后续火星探测器的飞行时间不断增加。

据此前报道，我国首次火星探测任务计划飞行7-8个月。当然，还有更长的“探火”行程。例如，1975年美国发射的“维京一号”花了10个月航行到火星；印度2013年发射的“曼加里安”号花了11个半月才进入火星轨道。

目的地相同，为何“高峰”时间不同？

刘勇告诉科技日报记者，火星探测器的飞行时间差异较大。实际工程中除了火箭的运载能力和火星探测器本身的质量外，还有两个因素。

首先，地球和火星的轨道都不是真正的圆形轨道，因此即使两者最近，最近距离也可能会更长或更短。同理，如果火星探测器不是在同年的“窗口期”发射，它们的飞行距离也会略有不同，飞行时长自然也会有所不同。

“火星探测器每次‘窗口期’飞行的距离都不同，下一个飞行距离最短的‘窗口期’是2035年，天文学上称之为‘火星冲日’。”刘勇说道。

其次，飞行时间还与飞越、轨道等不同探测目标有关。飞越火星只需要靠近，相当于“一日游”。旅途中，你可以瞥一眼，拍几张照片，然后开车离开。绕火星运行需要在特定时刻“刹车”，进入火星轨道，成为一颗人造火星卫星，相当于“深游”，然后在火星周围扎根，直至生命终结。因此，探测器瞄准火星轨道时，携带的燃料较多，轨道相对复杂，飞行时间也相对较长。

除了飞行时间各异之外，火星探测作为一项系统工程，还有许多耐人寻味的科学问题值得探索。正如刘勇所言：“航天工程是人类的终极技术挑战，具有极高的风险，我们期待我国首次自主火星探测任务取得圆满成功。”

相关链接

火星的魅力让“火灾探测器”大军日益壮大

国际火星探测始于20世纪60年代。20世纪90年代以来，火星探测迎来又一高潮，相关科研任务紧锣密鼓地展开。包括美国、俄罗斯、日本、欧洲、印度等国家在内的“探火”大军日益壮大。迄今为止，已经开展了40多项火星探测任务，其中美国超过20项，其次是苏联/俄罗斯。日本、欧空局和印度也分别执行了“火灾探测”任务。火星的巨大魅力可见一斑。

那么各国为何如此“喜爱”火星呢？

“火星是太阳系中与地球特征最接近的行星，是未来人类移民的首选。”张伟表示，火星重力约为地球的2/5，大气层较稀薄，大气成分达95%。二氧化碳、3%氮气、很少的氧气和水蒸气等，可能还有水资源。通过合理改造，希望成为未来人类可以居住的外星生存空间。

“而且，火星探测的科学价值非常突出。”刘勇在接受科技日报记者采访时表示。

是什么导致火星失去水分？它是如何从蓝色星球变成现在沙漠的红色星球的？它的气氛和环境是如何演变的？今天火星上发生的事情有可能明天地球上也会发生吗？这些都是科学家希望通过相关检测来解答的问题。

此外，张伟指出，火星探测是一项系统工程，涉及轨道设计、自主定姿与控制、着陆导航、热控、辐射防护、远程操作与远程分析、深空测量与控制等诸多高新技术领域。控制通信和其他技术。问题能够带动系统工程、自动控制、能源、材料、通信、遥感等诸多领域的快速发展，也是一个国家科技实力和创新能力的重要体现。在国际竞争日益激烈的今天，火星探测已成为当前和今后相当长一段时间内国际航天强国竞争的主要‘竞技场’。”张伟说道。