天问一号何时着陆火星?
发布时间:2021-02-19
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北京时间2月19日凌晨,美国毅力号探测器成功着陆火星。

在2020年窗口,人类向火星发射了希望号、天问一号、毅力号三个探测器。其中,希望号执行环绕探测任务,已于2021年2月9日开始环火;毅力号执行着陆巡视探测任务。

由中国航天科技集团有限公司研制的我国首次火星探测任务天问一号探测器已进入环火轨道,计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆。

为什么率先到达的天问一号要先在火星轨道环绕三个月左右,然后再着陆呢?

这是因为首次探测火星的我国选择了不同的方案。

我国首次火星探测任务要在一次任务中完成“绕、着、巡”三步。正因为使命特殊,既有环绕器又有着巡组合体的天问一号探测器也成为人类向火星发射的最重的探测器之一。

▲ 天问一号探测器火星捕获过程影像(定向天线监视相机画面)

2月10日,天问一号探测器顺利进入大椭圆环火轨道,实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标,环绕火星获得成功。2月15日,天问一号探测器将轨道调整为经过火星两极的环火轨道

后续,天问一号探测器还将经过多次轨道调整,进入火星停泊轨道,开展预选着陆区探测,计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆,开展巡视探测。

那么,天问一号探测器将经历怎样的着陆过程呢?

 

▲ 航天科技集团五院专家解读着陆过程与难点

我国在此前的探月任务中,已多次实现月球表面软着陆,但相比月球,火星存在大气环境更加复杂,同时通信时延将达到20分钟左右,因此,整个着陆过程依旧只能靠探测器自己判断和执行,地面来不及做任何处置。

天问一号探测器的整个着陆过程在9分钟左右。探测器需要在9分钟的时间里将速度从约每秒4.9公里降到0。而完成这个任务的第一步,就要借助火星稠密的大气

气动减速的时候,探测器要面临高温过程,还有气动带来的姿态偏差。一旦利用自身气动外形和防热结构扛过了气动减速的第一关,天问一号探测器的速度就将成功减少90%左右。

接下来,它需要立刻打开自己的减速伞,直到速度降至每秒不到一百米时,探测器携带的变推力发动机会准时开机,进入动力下降段。

到达距火面100米的时候,进入悬停阶段。这时探测器的微波测距测速敏感器对“地”进行测量,光学相机等对“地”成像。探测器可能还会在100米高度进行平移,选择更安全的着陆区进行着陆。当自主确定着陆区域后,着陆巡视器会在缓冲机构和气囊的保护下,抵达火星表面。

截至目前,人类2020窗口三大探火任务进展都很顺利,祝愿它们都能取得圆满成功,为人类深空探测作出新的贡献。


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