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中国新闻社微信公号|全球三艘航天器近期“扎堆”火星探测为哪般？( 二 )


——为什么去的是火星？
——像地球
在这轮发射窗口之前 ， 人类已经对火星展开了一系列的探索 。 早在1960年 ， 苏联就向火星先后发射了两枚探测器“火星1A”号和“火星1B”号 ， 虽然“出师不利” ， 但依旧开启了人类对火星的探险之旅 。 进入21世纪后 ， 随着空间技术的不断发展 ， 美国和欧洲航天局相继成功发射了火星探测器 ， 印度的首颗火星探测器也于2014年成功进入绕火星运行的轨道 。 继月球探测之后 ， 火星成为人类探索太空的下一个“热门”目的地 。
火星为什么能够从太阳系行星中脱颖而出 ， 获得天文学家如此“青睐”？业余天文学家、果壳主笔虞骏介绍说 ， 金星和火星是太阳系中距离地球最近的两颗行星 ， 金星的位置甚至比火星离地球更近一些 。 人类进入航天时代之初 ， 苏联和美国曾向金星发射了多个探测器 ， 结果发现金星表面高达465～485℃ ， 大气层厚 ， 气压接近地球的一百倍 ， 连机器都没有办法开展长时间考察 ， 因而科学家们的目光转移到另外一颗离地球近的行星——火星 。
火星的环境相对地球虽然恶劣 ， 但是没有恶劣到完全没有希望的地步 ， 并且在一定程度上与地球相似 。 比如 ， 火星自转一圈耗时24小时37分左右 ， 所以火星上一天的时间和地球上是差不多的；和地球一样 ， 火星也是倾斜着绕太阳公转 ， 所以在火星上也有一年四季的交替 。 只不过由于火星的公转速度比地球慢上了一倍 ， 所以火星上的一年大约是地球上的两年；另外之前的探测结果发现 ， 火星历史上曾经出现过类似于地球的温暖潮湿的环境 ， 在很长的一段时间里 ， 火星表面甚至存在大面积的海洋 。
正是这些与地球相似的环境因素 ， 让人们将火星视作除地球外有可能孕育生命的星球之一 ， 也被认为是未来人类最有可能移居的行星 ， 这些都吸引着有能力的国家去探索这颗红色星球 。
——登陆火星难吗？
——比登陆月球难
在科幻电影《火星救援》的情节中 ， 由于火星上的一场沙尘暴,宇航员兼植物学家马克与团队失联 ， 被困在了火星上自救求生 。 而在现实中 ， 人类探索火星的历程也充满了艰难险阻 。 有数据显示 ， 自1960年以来 ， 人类的火星探测项目完全成功率仅有43% ， 其余的项目都出现探测器撞毁、失灵或失踪等状况 。
虞骏分析说 ， 任何航天探索项目都充满了难关 。 火星探测首先需要推力足够大的火箭 ， 将探测器、火星车等一并送至地火转移轨道 ， 有了这个先决条件 ， 才能开启探测任务；
“打得动 ， 还要打得准 。 ”虞骏指出 ， 火箭从地球发射出去后 ， 要确保它在太空里飞向火星 。 “太空里其实非常空旷 ， 也不像地球上有很多导航系统 ， 因此地面上必须需要有配套的测控系统 ， 确保探测器能够沿着正确轨道飞到火星 。 ”
沿着这条轨道靠近火星之后 ， 探测器还必须变轨减速切入火星轨道 ， 探测器切入火星轨道的时间点和速度 ， 都必须十分精确 ， 稍有闪失就会导致失败 。
“当然最难的一点 ， 是着陆 。 ”虞骏说 ， “我们都看过嫦娥三号、嫦娥四号在月球表面着陆 ， 但着陆火星的难度要比着陆月球还要大 。 ”
具体分析来看 ， 一是火星有大气层 ， 火星着陆时探测器多了一个进入大气层和打开降落伞的环节；但它的大气层又太稀薄 ， 密度只有地球大气层的1% ， 单纯打开降落伞减不了足够的速度 ， 还必须有其他的进一步减速的手段 ， 因此着陆火星的流程要更复杂 。
另外 ， 探测器从进入大气层开始要着陆 ， 到最后落在火星表面 ， 大概需要8分钟时间 ， 而由于火星距离地球十分遥远 ， 从地球发送到火星的无线电信号 ， 单程延时约为16分钟 ， 甚至更久 ， 因此着陆时开伞减速、悬停避障、关机等所有步骤都必须依靠探测器自身完成 。 在这个过程当中 ， 不管发生任何异常 ， 身在地球的我们都鞭长莫及 。


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