火星探测|解读 | 为何“探火”任务非“胖五”莫属?

人类探测火星的方式与探测月球的方式基本相似 , 包括环绕探测、着陆探测、巡视探测、采样返回探测和载人登陆探测等五种 。 其中采用环绕探测方式可以对火星进行整体普查甚至是全球勘测;采用着陆探测和巡视探测方式可以对火星进行区域性详查;采用采样返回探测和载人登陆探测方式可以对火星进行区域性精查 。 但它们按前后顺序来说技术难度是越来越大 , 所以一般都采用循序渐进的方针 , 先进行环绕探测 , 然后进行着陆探测、巡视探测、采样返回探测 , 最终进行载人登陆探测等 。
火星探测|解读 | 为何“探火”任务非“胖五”莫属?
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目前 , 人类在探月的历程中 , 这些探测方式都采用过 , 但每次发射基本上只采用其中的一两种探测方式 。 与月球探测相比 , 由于火星距地球的距离比月球距地球的距离遥远得多 , 探测火星的难度也比探测月球的难度大得多 , 因此 , 至今人类对火星的探测只采用过环绕探测、着陆探测、巡视探测方式 , 未来的目标是对火星进行采样返回探测和载人登陆探测 , 但难度、投资和风险都将很大 。
一次发射完成多种探测的好处是可以“少花钱 , 多办事” , 但技术复杂 , 风险很大 , 所以一般很少采用 。 目前 , 只有美国的海盗1号和海盗2号火星探测器成功实现了通过一次发射完成环绕探测和着陆探测 。 欧洲曾两次进行类似的火星探测活动 , 但都只完成了环绕探测 , 而着陆探测均告失败 。
我国即将首次发射火星探测器 , 计划史无前例地通过一次发射完成火星环绕、着陆和巡视三项任务 , 起点很高 , 同时也具有很大的挑战性 。 我国“天问一号”任务火星探测器由环绕器(也叫轨道器)、着陆器和巡视器(又叫火星车)组成 , 重量达到5吨左右 。 “天问一号”探火首先需要由运载火箭送入地火转移轨道 , 只能由我国现役最大的火箭长征五号担纲发射 。
发射深空探测器 , 需要运载火箭提供足够的发射能量 , 使探测器获得足够大的初始速度 。 在分离速度确定的条件下 , 重量越大的探测器 , 所需要的发射能量也越大 。 在长征五号火箭出现之前 , 当时运载能力最强的长征三号乙火箭 , 大约可以将两吨左右的探测器送入地火转移轨道 , 而长征五号运载火箭的地火转移轨道发射能力 , 超过了5吨 。 因此 , 发射“天问一号”任务的大号探测器 , 只有“胖五”能够胜任 。
长征五号运载火箭2006年国家正式批准立项研制 , 2016年11月3日在文昌航天发射场首飞成功 , 可谓十年磨一“箭” 。 长征五号运载火箭外形巨大 , 总长约57米 , 箭体直径达到5米 , 而此前我国现役火箭箭体直径最大的只有3.35米 , 由于其显著粗壮的外形 , 被网友亲切成为“胖五” 。 长征五号不仅是我国最高、体积最大的火箭 , 也是运载能力最强的火箭 。 长征五号火箭起飞质量约870吨 , 具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨运载能力 , 比长征三号乙火箭运载能力提升了2.5倍 。 长征五号首飞成功 , 大幅提升了我国自主进入空间的能力 , 把中国火箭送入包括美国和俄罗斯在内的世界主流火箭阵营 。 中国未来的载人航天工程空间站建设、探月工程三期以及火星探测任务 , 都将使用长征五号运载火箭 。
【火星探测|解读 | 为何“探火”任务非“胖五”莫属?】


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