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中美火星探测,差距在哪里
2021年05月16日22:48:24 [科技新闻]

中国天问一号火星探测器于15日成功在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,火星上首次留下中国人的印迹。美国有线电视新闻网15日称,中国由此成为全球第二个能在火星表面展开科研探测的国家。但也有部分西方媒体称“中国不过是重复了美国多年前就完成的事而已”。在火星探测领域,中美技术有何不同?《环球时报》记者16日就此采访了多名航天专家。Mitbbs.com



传统着陆方式不代表落后Mitbbs.com


在15日的降落过程中,天问一号自主完成了难度非常大的“惊魂9分钟”:它首先借助火星大气进行气动减速,克服超高速摩擦产生的高温、气动带来的姿态偏差等挑战,将每小时约2万公里的下降速度减掉90%左右;紧接着,天问一号打开降落伞,进行伞系减速,当速度降至每秒100米时再通过反推发动机减速,进入动力减速阶段。距离火星表面100米时,天问一号进入悬停阶段,精准避障、缓速下降后,着陆巡视器在缓冲机构和气囊的保护下稳稳降落在火星表面。Mitbbs.com


《航空知识》主编王亚男16日对《环球时报》记者表示,美国在火星探测领域成功次数非常多,降落模式更是花样繁多:气囊弹跳方式、反推发动机减速方式和看上去最令人匪夷所思的“天空起重机”方式。Mitbbs.com


他表示,中国天问一号采用反推发动机减速方式并不代表落后,而是根据火星车的实际需求制定的降落方法。例如采用“天空起重机”的美国“毅力”号火星车重量超过1吨,如果用传统的着陆方式,着陆器需要很强大的支撑结构,将导致探测器非常笨重。而天问一号搭载的祝融号火星车重量只有240公斤,虽然它的着陆方式看起来传统,却是经过验证的成熟技术。“我们在探月任务时不止一次地实践过,所以在登陆火星时使用该技术无疑是最可靠的。中国首次登陆火星,确保任务的圆满成功是目的所在。”Mitbbs.com


空气动力学家、航天技术专家黄志澄16日接受《环球时报》记者采访时也表示,具体采用什么降落方式,取决于火星车的重量和使命。例如“天空起重机”也无法满足未来火星载人着陆器需求,后者重量可能达到13吨以上,因此届时美国还需要发展新的技术。Mitbbs.com


缺乏一手核心数据Mitbbs.com


王亚男表示,美国在之前多次的火星探测任务中,积累了丰富的数据和经验,这种优势是中国首次火星探测任务无法相比的。航天科技集团五院总体设计部火星巡视器总体主任设计师陈百超坦承,“我国首次实施火星探测任务,没有火星环境特别是大气等参数的一手数据,相当于在一个完全未知的环境步步摸索,难度可想而知。”Mitbbs.com


缺乏一手核心数据也是天问一号为何在火星轨道上停留3个月才降落的重要原因之一。目前美国航空航天局(NASA)在火星轨道运行有“火星勘测轨道飞行器”“火星大气与挥发演化”探测器和“火星奥德赛”号等多个探测器,它们不仅提供了火星环境的大量数据,而且还可为“毅力”号火星车提供中继通信服务,使后者可以安心地直接降落在火星表面。Mitbbs.com


中国天问一号就没这么好的条件,由于美国禁止NASA与中国展开航天合作,天问一号必须预先借助自身携带的高分辨率相机,选择好合适的区域才能降落。此外,在火星轨道上分离的天问一号环绕器还将“一机多用”:它先作为飞行器,将着陆巡视器送至火星着陆轨道,然后作为通信器,建立与地球之间的中继通信链路,未来还要作为探测器对火星进行科学探测。Mitbbs.com


探测任务难度有差别Mitbbs.com


专家普遍承认,美国“毅力”号火星车的探测任务比中国天问一号的难度更高。黄志澄表示,“毅力”号上搭载的仪器主要是用于探索火星上是否存在生命,目标是为载人登火星做准备。而中国主要是关注火星土壤和环境,双方在探测技术上也有差距。Mitbbs.com


王亚男表示,“毅力”号携带的火星直升机首次在地球以外的大气中飞行,意义非常重大。其次,“毅力”号还首次以火星大气中的二氧化碳为原料,直接通过高温电解的方式生成一氧化碳和氧气,这意味着人类在技术上有可能以火星大气为原料直接制取呼吸所需要的氧气。他认为,“在火星探测领域,中国还是初次到访者。现在进行的包括对于火星表面的岩石成分、土壤、地质和大气构成等基础研究,是探测火星必须要做的必修课。而美国已经是屡次到火星‘串门’的行家,因此在火星上工作内容肯定比中国要深入和丰富。”但他强调,总体而言,中美在火星探测技术的差距正在缩小。 Mitbbs.com

 
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