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科学|中国首次火星探测的四大看点( 二 )


中国航天技术专家黄志澄23日对《环球时报》采访人员表示 ， 这次任务如果能“一气呵成”完成三大火星探测任务 ， 将创造一个人类探火的新纪录 ， 证明中国航天技术已经步入世界先进行列 ， 将是中国航天发展史的一个里程碑 。 ▲
看点二：“胖五”转正后首次发射
此次发射“天问一号”火星探测器是长征五号火箭第一次工程应用发射 ， 标志着长征五号火箭关键技术已逐渐成熟 ， 具备执行国家重大航天工程任务的能力和条件 。 在此次“探火”任务中 ， “胖五”表现亮眼 ， 在飞出中国火箭最快速度的同时 ， 将5吨重的“天问一号”送入地火转移轨道 。
在长征五号火箭出现之前 ， 我国火箭在不同轨道的最大运载能力分别为地球同步转移轨道（GTO）约5.5吨（长征三号乙火箭）和近地轨道（LEO）约13.5吨（长征七号火箭） ， 长征五号火箭的出现极大提高了这些数字 。 长征五号火箭总设计师李东介绍称 ， “作为我国首型5米芯级直径的大火箭 ， 长征五号火箭地球同步转移轨道运载能力可达14吨左右 ， 为建设空间站而研制的长征五号B火箭近地轨道运载能力可达25吨” 。
为了确保完成首次工程应用发射任务 ， “胖五”做了精心准备 。 根据发射任务要求 ， “胖五”需要托举火星探测器加速到每秒11.2公里以上的速度 ， 将探测器直接送入地火转移轨道 ， 开启奔向火星的旅程 。 此次“胖五”发射“天问一号”探测器 ， 在国内首次达到并超过第二宇宙速度 ， 飞出中国运载火箭的最快速度 。
对于普通发射任务 ， 1个发射窗口只需要设计1条火箭发射轨道 。 此次任务则不同 。 如果把发射比作打靶 ， 发射“天问一号”探测器就是在打移动靶 ， 因为地球和火星的相对位置在不断变化 ， 只有不断调整发射轨道 ， 才能让探测器入轨更精确 ， 在奔火过程中节约燃料 。 为此 ， 研制团队共设计42条发射轨道 ， 这在中国航天史上绝无仅有 。
据专家介绍 ， 长征五号系列火箭接下来会更加忙碌 ， 比如 ， 长征五号将继续深空探测之旅 ， 在年内发射嫦娥五号月球探测器实现对月球样本的采用返回；长征五号B火箭将作为空间站建设的“专属列车” ， 在未来2-3年时间内相继完成空间站核心舱和实验舱的发射 。 ▲
看点三：中国为何要去探火星
据公开数据统计 ， 迄今为止 ， 人类探火成功率很低 。 纵观人类航天史 ， 目前也仅有美国和苏联两国曾成功实现登陆火星 ， 其中美国的“海盗1号”和“海盗2号”火星探测器还是迄今为止唯一成功实现通过一次发射完成环绕探测和着陆探测的探测器 。
然而 ， 尽管探测火星是一项高风险的尝试 ， 却依旧让传统航天大国 ， 乃至非传统航天大国“趋之若鹜”, 自1996年以来 ， 几乎每隔26个月的发射窗口都有火星探测器发射任务 。 而在2020年夏 ， 就有三个国家的探测器会前往火星 ， 分别是阿联酋“希望”号、美国“火星-2020”和中国“天问一号”火星探测器 。
既然探测火星“胜算”不到一半 ， 为何如此多的国家还甘愿不计代价“放手一搏”呢？基于人类目前对于火星的认知 ， 火星是离地球较近且环境最相似的星球 ， 一直是人类走出地月系统开展深空探测的前站 。 在太阳系八大行星中 ， 火星的物理性质和化学性质与地球最为相近 。 火星主要是由硅酸盐岩石构成 ， 有类似地球的岩石地表 ， 火星拥有高山、平原和峡谷等多种地形 ， 南方充满陨石撞击的高地和峡谷 ， 北方则多是被熔岩填平的平原 ， 由于自转轴倾角和自转周期与地球相近 ， 火星的昼夜长短及四季变化与地球也几乎一样 。
在以往探测中还发现 ， 火星的表面似乎有液态水流过的痕迹 ， 现有证据已表明有水冰存在于火星极地的冰盖中 。 水的发现 ， 引发人们对于火星上是否存在孕育生命条件以及火星是地球过去还是地球未来的思考和探索 ， 研究火星对认识地球演变具有非常重要的比较意义 。 此次中国首次火星探测任务 ， 就将对火星的形貌与地质构造特征、火星表面物质组成以及火星表面土壤特征与水冰分布展开研究 。


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