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火星探测任务亮相,中国首次火星探测任务标识发布揽星九天寓意

2024-03-30 06:00分类: 国际预科留学 阅读:

1、中国首次火星探测任务标识发布揽星九天寓意

2022年中国第五个太空日,公布了火星探测任务标志名称。火星探测任务的名称是“田文一号”,而火星探测标志的名称是“九天观星”。这个名字的原因是什么?那就来为你揭秘星座知识吧!

2022年4月24日上午,第五个中国航天日,中国公布了中国首个火星探测任务名称“田文-1-1”和中国行星探测工程3354“九天观星”图形标识。

《天问》和《九天观星》从何而来?一直以来,中国的太空探测任务和探测器的命名都充满了东方文化,如嫦娥、玉兔、天宫、鹊桥、墨子、神舟等。这次的天空探索和九天观星也不例外。

内容首次火星探测任务标志“九天到星”,以“中国行星探测工程”为整体理念,整体图案向上倾斜,充满动感、流动、向上的冲击力,代表“追梦、勇于探索”的精神。

“九天观星”标志的含义是太阳系的八大行星依次排列,表达了多彩的宇宙,呈现了多姿多彩的科学发现。动态、流动、开放的椭圆轨道向上倾斜,呈现出独特字母“C”的形象,代表中国的行星探测——china,体现了国际合作——合作的精神,标志着深空探测进入太空的能力——c3。

扩展数据2022年是火星探测最好的一年。毫无疑问,火星探测任务的命名和行星探测工程标志的确认,是我国行星探测领域的重要里程碑,也是2016年1月火星探测任务立项后的重大进展。探测成果将深化对火星乃至太阳系的科学认知,推动比较行星学等重大问题的研究。事实上,长期以来,由于诸多客观因素的影响和航天技术发展的不成熟,世界各国的火星探测进展缓慢。迄今为止,已经发射了40多个火星探测器,但成功率不到一半。火星甚至有“探测器墓地”的名字。但是,随着人类对深空认知的加深和相关技术的发展,火星探测的成功率越来越高。那么为什么选择在今年执行首次火星探测任务呢?

2019年10月,中国火星探测器首次公开亮相时,中科院院士、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建曾表示,“火星探测有一个窗口期,因为火星绕太阳公转一周需要687天。2022年,地球和火星将绕太阳轨道的同一侧运行,这是探测器着陆时间最短、最省油的时间。错过这个时间点,就得再等两年。”

Nasa和esa也有同样的想法。去年年底,美国宇航局完成了火星探测器的首次测试。就在这个月,美国宇航局还表示,火星车计划是他们目前最优先的任务之一,花费24亿美元。即使在疫情期间,他们也尽了一切努力,没有暂停任何与该计划相关的工作,因为一旦错过了这个窗口,他们不仅要再等两年,还要损失5亿多美元。

按照计划,美国宇航局的火星探测器“坚韧”号将于7月17日至8月5日之间进入太空,并将于明年2月成功登陆火星,主要任务是搜寻火星上过去生命的证据,并采集样本带回地球。

可见2022年是火星探测不可错过的一年。无论是“天空探索”还是“火星车计划”,或者其他类似任务的成功,都将推动人类向深空探测迈进一大步。我们期待着7月的到来,以及火星车登陆火星的那一天。

火星探测任务亮相,中国首次火星探测任务标识发布揽星九天寓意

2、火星探测器亮相中国第一个火星探测器叫什么?

对于宇宙的探索,人类一直未停止脚步,随着我国航天事业的发展,对于火球的探索不再是遥遥无期,我国的火星探测器终于亮相了,预计在2020年发射,那么下面由星座知识为大家揭晓下中国第一个火星探测器叫什么?

火星探测器亮相承担我国运载火箭、各类卫星、载人飞船、货运飞船、深空探测器、空间站等宇航产品研制生产任务的中国航天科技集团有限公司,今日在其官方微博上发布了我国首个真正意义上的火星探测器实物图,这也是计划将于明年发射的我国火星探测器“真容”首度与公众见面。

中国第一个火星探测器叫什么据中国航天科技集团有限公司旗下中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建介绍,我国火星探测准备工作已就绪,计划将于明年发射,我国的火星探测器暂时命名为“火星一号”。

据了解,我国的火星探测任务计划同时携带“环绕器”、“着陆器”和“巡视器”,在一次火星探测过程中实现“绕”“落”“巡”三大任务,难度非常大。

据火星探测器总设计师孙泽洲介绍,国外在火星着陆任务前都有环绕卫星在火星附近,可以对着陆过程以及着陆后的数据通信提供及时支持;而中国的火星着陆巡视器是环绕火星不久后,就要与环绕器分离并降落,这就对着陆后的火星车自主能力提出更高要求。另外,这样的任务在轨道设计上更具复杂性,要兼顾着陆和环绕轨道的要求,增加了任务的难度和复杂度。

按照预先计划,中国的火星探测器将于明年搭乘长征五号运载火箭前往火星并最终着陆在火星赤道附近,目前美国、印度都已实现火星探测。此次火星探测也将是我国真正意义上的首次火星探测任务和我国首次真正的行星探测任务。

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3、几乎集齐人类所有降落技术 探测火星怎么这么难?_科学发明

善恶到头终有报,人间正道是沧桑。大家好,这里是耿直的深空小编。今天天气不错,正适合读读最新资讯放松一下。不让大家久等了,下面马上进入正题吧。

2019年11月14日,中国首次火星探测任务着陆器悬停避障试验在河北怀来地外天体着陆综合试验场进行。这也是中国火星探测器的首次公开亮相,国家航天局特意邀请了一些外国驻华使馆及国际组织人员前来参观。

测试中的火星着陆器

试验成功模拟了着陆器在火星环境下悬停、避障、缓速下降过程,这也基本意味着我国首次火星探测任务正在逐步成熟,能够于2020年择机实施。按照计划,我国将在2020年7月——“火星探测时间窗口”进行一次发射任务,抵达火星后将实现“绕”、“着”、“巡”三大任务,进行火星全球性综合探测,同时也会对火星表面重点地区精细巡视勘查,实现人类对邻居火星研究的又一次重大突破。

中国人,距离首次触碰火星,越来越近了!

Part.1

为什么我们选择火星?

人类如果想要冲出地球、达到下一个行星、甚至冲出太阳系,基本只能先从火星和金星两个邻居开始。它们和地球同处太阳系内的宜居带内、同属于岩质行星、拥有孕育生命的可能性。

然而,人类经过航天探索发现,金星环境实在太过恶劣:气压是地球的92倍,空气中几乎全是二氧化碳,并且布满了稀硫酸云。地表温度常年保持在460摄氏度,人类根本无法生存。

相较而言,火星的条件“优越”不少,几乎是人类航天探索下一站唯一的选择。

地球和火星尺寸对比

第一,火星的潜在资源丰富。包括拥有太阳系第一大高山和第一大连续峡谷;陆地面积大,火星总表面积虽然仅有地球的28%左右,但需要注意,这可是纯陆地,已经接近地球上人类生存的七大洲面积总和;火星上大气虽然稀少,但是以二氧化碳为主,可以作为开发资源。

第二,多年的科研发现,火星南北极存在不亚于地球上格陵兰岛的淡水资源,土壤中广泛存在2-3%的水分。“火星快车”任务甚至发现了疑似地下水湖,火星也存在一定有机物分子。

第三,火星引力较小、距离小行星带和太阳系外围空间更近,在火星上发射火箭和深空探测的总成本大大低于在地球发射,是人类未来深空探测发展中航天基地的不二之选。

如果人类航天的未来是宇宙的星辰大海,中国人没有任何理由不去探测火星!

Part.2

抵达火星有多难?

近半数火星探测任务以失败告终

早在上世纪60年代,处在冷战“太空竞赛”巅峰状态的苏联和美国便展开了疯狂的火星探测竞赛。但大家很快发现:抵达火星实在太难了!

地球和火星距离变化

首先,火星实在太远了。月球和地球的平均距离为38万千米,对于人类而言,已经是极其遥远的存在。但月球围绕地球运动且轨道偏心率很小,与地球的距离相对稳定。

而火星距离地球在5000万——4亿千米左右,平均距离远远超过地月距离,并且这个范围变化区间实在太大。在地球上,仅需0.13秒就能实现任意两点的通信,地月之间则需要2.5秒,可是,当地球与火星处于最大距离时,即便是光速通信也会有44分钟的延时。

Part.3

地火距离和它的变化带来了一系列新问题

1、探测机会难得。即便是派出人类最快的探测器前往火星,也需要老老实实等待每隔780天、约26个月出现的一次地球、火星逼近的机会,这就是所谓的“火星探测窗口”,一旦错过就需要等待两年多。

2、需要强力火箭。探测器要实现环绕地球运动,需要摆脱空气和一部分地球引力影响;如果想要前往更高轨道、甚至前往月球,需要摆脱更多地球引力影响;但如果前往火星,不仅需要完全摆脱地球引力、还需要摆脱太阳强大引力影响。这意味着更强大的火箭是探测火星的先决条件。

一次标准的霍曼转移轨道

3、轨道设计复杂。由于人类火箭依然只能局限于化学燃料,能力有限。探测器飞往火星之旅只能选择一个叫做“霍曼转移”的方式,一种变换太空船轨道的方法,或它的略微改进版方式——“快速合点航线”。但这个过程耗时普遍在6-11个月不等,远远长于地月之间的3天左右。

同时,这些线路会受到太阳系内多个天体的扰动,还有太阳风、空间辐射等的复杂影响。此外,火星与地球并不处在同一平面内。深空探测任务往往“失之毫厘,谬以千里”,轨道设计难度可想而知。

4、探测器必须功能强大。一方面,探测火星的成本极高,如果只是进行简单工程验证并不值得,必须搭载各种科学仪器才能换回相应价值。另一方面,由于距离问题,探测器的深空通信、自主导航制导控制和自我故障检测修复功能等必须独立且强大,这进一步推高了成本。

5、抵达火星很难。探测器达到火星附近后,需要被火星引力俘获。相比较地球而言,火星只是个小不点,质量仅有地球的10.7%,引力影响范围很小,这要求探测器必须精准切入环绕火星轨道。同时,必须拥有强大的变轨能力,能完成改变轨道、大幅增加燃料需求。抑或是采取一种“刀尖上舞者”的方案:利用火星稀薄大气摩擦减速,这个方案是典型的“玩火”。NASA于1998年发射的“火星气候勘探者”号就不幸在大气摩擦减速过程中被焚毁。

切入环绕火星轨道时不小心“玩火自焚”的“火星气候勘探者号”任务

6、需要复杂地面设施。火星探测任务非常遥远,且与地球通信时间极其宝贵,这要求地球上必须有全天域覆盖的强大深空通讯网络。

因此,综合下来探测火星的难度极大,几十年来,火星探测成功的概率统计下来还不足一半。早期的成功率更是惨不忍睹,苏联在1960-1988年间进行了近20次探测任务,但没有一次取得完全成功。即便是后来占据领先地位的美国,也是在进入21世纪前后,才迎来比较稳定的成功。

Part.4

降落火星,更是难于上青天

而上述所说的,还仅仅是实现环绕火星的难点,要完成降落火星的任务,还需要克服一系列更复杂的问题。

1、火星大气。火星仅拥有极其稀薄的大气,含量甚至不足地球海平面平均密度的1%,但它却成为让科学家又爱又恨的存在。

爱在于:虽然大气稀薄,但不像月球一样近乎真空,科学家可以利用它产生的摩擦力对探测器进行减速。

恨在于:它依然可以产生非常多的热量,高达2000摄氏度。但它的密度又不足以让探测器完全减速,到最后还是需要反冲火箭发动机长期工作以实现悬停、避障、降落,也就是中国本次试验的核心技术。

本次试验探测器在火星低重力环境下悬停

因而,一个火星着陆器既需要隔热罩隔绝热量,还需要配备减速、降落伞进一步减速,同时也要反冲发动机联合工作,几乎凑齐了人类现有的降落技术,整体设计难度陡增。

2、能量来源。火星距离太阳更远,火星能接触的太阳能仅是地球的44%左右。由于长期风化,火星上沙尘非常细密,缺乏温室效应又导致火星不同区域气压差很大,进一步导致存在很强力的风,使得火星上经常出现沙尘暴,这也是导致去年“机遇号”火星车失联的直接原因。因而,火星着陆器要么选择太阳能,但要面对能量低、风险高的困难;要么选择极其昂贵的核电池,且由于火星夜晚过于寒冷,必须携带热源保温。

3、通信问题。受限于着陆过程带来的巨大成本和能量问题,地面着陆器不可能携带强有力、大功率的通信天线,也基本不可能直接与地球联系,这意味着它和地球之间还必须有一个“烽火台”进行“传话”,要求必须在环绕火星轨道准备一个轨道器转发信号。

4、自主导航。标准的火星着陆过程持续时间仅7分钟左右,这甚至不足以完成一次地火通讯,这意味着全程超过1000个动作的降落过程必须依靠探测器自主完成,对软件和硬件的要求极高。

好奇号火星车降落火星过程自主完成了超过1000个动作

5、科研问题。定点着陆器有一个显而易见的缺点:不能动。因而,能够移动的火星车毫无疑问能大大丰富火星着陆任务的探测范围和科研产出。但火星车实现自身着陆难度非常难、成本过高,需要根据任务目标和预算综合考量。

因而,降落火星的难度,远远超过“上九天揽月”。

Part.5

中国做了哪些准备?

相信读到这里,大家一定已经充分理解了探测火星是一件多么困难的任务,一旦成功又将是多么伟大的成就,尤其是火星着陆任务。在大家看到11月14日这条新闻前,航天人已经为之做了无数的努力。

1、火箭方面:2015年,最强火箭长征五号已经实现突破,目前正整装待发;

2、轨道设计方面:2012年,嫦娥二号探测器已经实现过飞越日地拉格朗日点、飞越图塔蒂斯小行星和进入深空7000万千米的壮举;

3、着陆技术方面:在有大气情况下着陆,已经有了神舟1-11号飞船验证;在无/稀薄大气情况着陆,已经有了嫦娥三号和嫦娥四号任务;

4、深空通信地球方面:深空通讯网已经初步建成,还有万吨级远望号航天测量船辅助;

5、深空通信中继方面:2018年中国发射了人类唯一的地月通信中继卫星“鹊桥号”;

6、火星车方面:中国已有了玉兔号和玉兔二号月球车,其中玉兔二号已经工作近1年;

等等。

中国2020年火星探测器组合体概念图

在这些周密的准备下,2020年中国火星探测任务终于迎来了目前的核心测试。按照计划,它将在2020年7-8月的火星探测窗口从新建的海南文昌火箭发射基地乘坐长征五号,出发前往火星,同时实现“绕”、“着”、“巡”三步骤的任务。

1、轨道器主要负责将系统整体切入环绕火星轨道,进行全球勘探科研。用来研究火星全球磁场、表层元素、大气和中性粒子、全球地貌等,同时作为地面着陆系统的通信中继系统。

中国火星探测着陆器和火星车组合方案

2、着陆器主要负责软着陆过程,降落在火星表面,同时分析着陆点附近的情况,另一主要目标是释放火星车。

中国火星车概念图

3、巡视器/火星车:自由巡视火星表面细节。包括,火星车底部装有地表穿透雷达,可以研究火星土壤深处的元素分布情况。磁场感应设备,可以确认着陆和巡视区域的地表磁场情况。此外,重头戏将是研究巡视区域的土壤和岩石主要成分,查看常规的水、元素构成,同时,有机物也是一个需要搜寻的目标。作为一个整体的系统,火星车也会携带有导航、避障设别、微距相机等,为我们带来更多火星表面的细节。通讯设备、太阳能电池板、电池也是基本组成。

从整体组成来看,中国这一套组合有一定必要性,尤其是轨道器和着陆器的配合。此前中国已经有了“鹊桥号+嫦娥四号+玉兔二号”在月球实践过的工程经验,这套装备也有足够的工程可行性。然而,将它们融合且前往火星,也意味着难度会很大,如果顺利实现,我们将创造人类火星探测史的新高度。就像嫦娥四号和玉兔二号是人类首次着陆月球背后的壮举一样,中国火星探测或许将再一次令世人惊叹。

踏上火星,距离人类成为可跨越行星生存的物种将又进一步。我们期待这一天的到来!

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4、火星探测,一趟来回要多久?

火星探测,一趟来回要多久?

太阳系八大行星中,火星是距离太阳第四近的行星,紧邻地球。火星和地球都在绕太阳公转,地球的公转周期是365个地球日,而火星的公转周期则为687个地球日。火星大约每隔780个地球日接近地球一次。

我们称其为“冲日”,因此发射火星探测器的发射窗口相隔约为26个月。也就是说,从地球出发前往火星,最多需要等待两年多的时间。2020年7月至8月我们就迎来了两年一次的“火星发射窗口期”。我国的“天问一号”将背负着探测火星的使命,从文昌卫星发射中心出发,开启中国航天的火星之旅。

那么确定了出发的时间,路线又该如何选择呢?地球的引力范围是92.8万公里,火星的引力范围约为58万公里,这相对于火星和地球上亿公里的距离而言是非常小的。火星和地球最近的距离约为0.56亿公里,最远是4亿公里。然而,从地球前往火星、又或者从火星返回地球,都不能走最近的“直线距离”。

从地球飞往火星分为三个阶段:绕地球运动、绕太阳运动、绕火星运动。火星探测器利用运载火箭发射升空后,要想从地球轨道进入火星轨道,首先要从第一宇宙速度7.9公里/秒,加速到第二宇宙速度11.2公里/秒,从地球轨道进入日心轨道,也就是地-火转移轨道,之后降低速度转移到火星轨道。

要转移变换必然要消耗宝贵的燃料,我们选择霍曼转移节省燃料——转移轨道设计成与初始轨道和最终轨道都相切的椭圆。用这种方式前往火星,来回总共需要大约969天。其中包括出发和返回路程中的时间,总共约为519天;以及到达火星后,在火星上等待返回时机,大约需要450天。探测火星的任务是艰巨的,这其中包括方方面面的原因。

首先是时间和空间的问题,当地球和火星处于最远的4亿公里时,无线电信号衰减将极其严重,同时还会带来超过20分钟的信号时延,从地面站控制高速飞行的火星探测器将变得极为复杂。再者是空间环境的问题。

探测器在空间中飞行,面临高能辐射环境,银河宇宙射线和太阳质子活动,这些都会引起电子系统辐射受损,导致航天器异常和故障。而航天器在飞行过程《建设航天强国》⑨火星探测,一趟来回要多久? 中一旦遭遇流星群,这个打击是毁灭性的。

许多航天工程师认为,探测器到达火星之后如何着陆是火星探测最大的挑战之一。火星的直径约为地球的1/2,体积约为地球的15%,质量约为地球的11%,表面的引力约为地球引力的0.4倍,火星的大气密度大约只有地球大气密度的1%。如何利用降落伞或其他办法在火星上安全着陆,是火星探测的最后一道难题。

世界各国共开展了40余次火星探测任务,其中失败的次数几乎达到了一半以上。2016年1月,我国首个火星探测任务批准立项,根据相关新闻报道。

中国火星探测器在2019年10月首次公开亮相,“天问一号”将一次性实现“绕、落、巡”的目标——即轨道器环绕火星、着陆器登陆火星、火星车巡视表面,如果完成任务,这将是全世界首次在一次任务中完成三个目标。

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