5月15日早晨,在经历“恐怖七分钟”之后,祝融号火星车稳稳地着陆在火星表面,我国也成为第三个安全降落在火星的国家。
2月10日,在经过将近7个月的飞行之后,天问一号开始点火制动,顺利进入环火星轨道。在这之后,天问一号多次调整轨道,以更好地搜寻着陆点的数据。从被火星捕获到着陆火星表面,天问一号为什么要耗费三个多月的时间呢?
事实上,选择着陆地点并不是一件那么容易的事情。合适的着陆地点要满足两个条件:一个是可行性,另一个是科研价值。保证着陆器的安全是第一要务,因此着陆地点要开阔平坦。如果着陆地点都是山的话,那么它撞山的概率就很高。同样,如果地面崎岖不平的话,在着陆到表面的时候,着陆平台的四个撑脚就有可能会不在同一水平面,就有可能造成火星车的翻覆。
在确保安全之后,我们要让火星车的价值得到更好地展现。因此,我们要着陆在物质丰富、地表层次复杂的地方,好让祝融号火星车得到更多的火星数据,科学家也能从中解出更多火星的秘密。还有一点,我们不能登陆别人去过的地方,因为这种东西只有第一,没有人会记得第二。
为了选择适合的地点,天问一号首先要拍摄大量的火星表面照片。一般来说,火星环绕器上有高、中分辨率两种相机。中分辨率相机一次可以拍摄一大片区域,但精度不是那么理想。高分辨率相机更能还原表面细节,但是拍摄的区域太小。但是,当这两种相机结合在一起的时候,我们就能同时获得想要的分辨率和覆盖率。此次,祝融号火星车的着陆地点是乌托邦平原,此前它的图像数据并不够多,因此我们花了那么多时间,就是为了更好的研究这个着陆地点,确保着陆器的安全。
在明确了着陆地点之后,我们还要等待天时。众所周知,火星上经常出现全球性沙尘暴。1971年,前苏联的火星探测任务就遇到了沙尘暴,不仅环绕器没拍到东西,着陆器在释放的时候也出现了故障。我国祝融号火星车使用太阳能作为动力,而太阳能面板最怕的就是沙尘暴。一旦尘埃完全覆盖住面板,火星车将失去所有动力。而研究显示,五月中旬是火星天气最好的时候。
在排除一切障碍之后,就到了紧张又刺激的火星着陆环节。目前,着陆火星主要有三种方式。第一种是气囊弹跳式,它用多个气囊包裹住火星车,成本低且方式简单,但是着陆精度并不高。第二种是反推着陆腿式,它成本较高且更复杂一些,但它的着陆精度也随之提高。第三种是空中吊车,它的技术难度是最大的,也是目前最先进的方式,今年美国宇航局的毅力号就是采用这种方式。不过,作为第一次登陆火星的我们来说,采用中间这种方法是最明智的,它可以提高着陆的成功率。
着陆的第一阶段是气动减速阶段,天问一号在被火星捕获的时候相对火星速度达到了5千米/秒,而在这一阶段依靠火星大气的阻力,可以将其速度降到460米/秒。此时,大气阻力已无法进一步降低速度,由此它打开了降落伞,用大约90秒的时间将速度进一步降至95米/秒。
紧接着就是动力减速阶段,它会抛掉大底和背罩,露出着陆平台和火星车。而后平台上的反推发动机点火,进一步把速度降低到3.6米/秒。最后在距离表面100米的高度上进行悬停避障,仔细观察表面并寻找更安全的着陆地点,然后通过四个着陆缓冲腿进行软着陆。
这整个过程很短暂也很复杂,由于地球和火星的单向通信延时达到11分钟,因此这整个过程只能靠探测器自主执行。
关注【深圳科普】微信公众号,在对话框:
回复【最新活动】,了解近期科普活动
回复【科普行】,了解最新深圳科普行活动
回复【研学营】,了解最新科普研学营
回复【科普课堂】,了解最新科普课堂
回复【科普书籍】,了解最新科普书籍
回复【团体定制】,了解最新团体定制活动
回复【科普基地】,了解深圳科普基地详情
回复【观鸟知识】,学习观鸟相关科普知识
回复【博物学院】,了解更多博物学院活动详情

