自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

7月23日注定是激动人心的日子,"胖五"不负众望成功在窗口期发射,"天问一号"即将登陆火星,进行为期90个火星日(相比地球日约为24小时40分钟)的科学研究活动。然后这背后是我们航天人不懈的努力与坚持,长征五号火箭总指挥王珏回忆研发的过程,几次失利,感觉天都快塌了。

我们的航天人敢于"归零",他们咬紧牙关,不眠不休,付出的难以想象的艰辛和努力。在面对质疑和批评,他们的压力可想而知,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你


萤火一号,艰难探索

火星在中国古代被称为"荧惑",我国第一次探索火星是从2007年开始,由于我们当时缺少大运力火箭,还不能自己将"萤火一号"送入火星,航天科技集团公司所属上海航天技术研究院总负责研制"萤火一号",原计划2009年10月和俄罗斯的火卫一土壤卫星一起搭载,由"天顶号"运载火箭发射升空。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

图:萤火一号和火星的模拟图

2年时间从无到有,任务十分艰巨,科研人员和时间赛跑。我国自主研制的首个火星探测器体重仅110公斤,本体长75厘米、宽75厘米、高60厘米,将携带照相机、磁强计等八件神器,肩负中国首次地外行星空间环境探测的重任。

2年的星夜兼程,我们成功将探测器交付给俄方。2009年9月29日俄方因许多非技术原因决定将"福布斯-土壤"火星探测器的发射时间推迟至2011年10月,这一延迟就是2年。俄罗斯"福布斯-土壤"探测项目的推迟直接影响到中国首个火星探测器"萤火一号"的发射,航天人的等待是多么的漫长。

火星和地球每15到17年才有一次最近的机会,每26个月才会位于距地球最近的位置上。"萤火一号"探测器副总设计师、上海航天局研究员陈昌亚回忆道:

"通常火星探测器研制至少需要5年,但"萤火一号"只用了23个月。虽然它未能如期发射,但已在地面接受了模拟联合发射及火星环境的机电、热等所有试验的考验。为保持最佳状态,萤火一号将在接下来的两年里陆续更换部分零部件。"

是的,我们航天人敢于"归零","两透一控、双五归零"。


自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

推迟发射并不是我们"萤火一号"的过错,它在技术上已作好充分准备,既能适应火星上超过100℃的昼夜温差,又能从休眠状态中按时苏醒。

"萤火一号"在运行过程中将遭遇7次"长火影"(即火星运行至探测器与太阳之间,完全遮住阳光),零下200℃的冰冷"黑夜"最长将持续8.8小时。此时,依靠太阳能供电的探测器不得不进入休眠状态,待"日出"时分,再将16台单机加电唤醒。"萤火一号"面对的另一个难题是火星距离地球近则六七千万公里,远则4亿公里,与地面测控站的往返"对话"需44分钟。因此大多数情况下,"萤火一号"必须"自己管自己",这对其自控能力提出了极大挑战。好在,所有地面模拟试验证明,它已经准备好了。

当时北京航天飞行控制中心已经对火星的轨道、火星的引力场等各方面都进行了深入研究,在测控方面已具备坚实的基础。深空探测除了测控能力以外,很重要的一点就是需建立深空站。那时口径最大的测控站是18米,没有达到探测火星的要求。后续规划建了35米、64米大口径的深空站,有了这些深空站以后,我们就具备火星探测、测控的能力了。

可以说万事俱备,就看俄方的"天顶-2SB"火箭如何将一箭双星成功发射了。2011年11月8日,"萤火一号"与俄罗斯的"福布斯-土壤"采样返回探测器一起发射升空,"天顶-2SB"运载火箭升空后,"福布斯-土壤"探测器上的主发动机将开始工作,并通过3次点火将两个探测器送入环火星轨道。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

但是2011年11月9号俄罗斯联邦航天署署长波波夫金,在哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场向外界宣布,搭载有中国"萤火一号"火星探测器和"福布斯-土壤"探测器未能按计划变轨。

他说:"我们度过了一个非常沉重的深夜,我们很长一段时间都无法找到这个太空飞行器。终于确定了它的位置,并且查明,其发动装置没有工作,两次点火都没有成功。"

这意味着,中国的第一颗火星探测器发射以失败告终。心血付之东流,产生的影响是中国航:受轨道距离影响,两年内不能再有新动作。

中国航天人,带着疲惫与压力继续前行……

天问一号,日月同辉

《天问》本是中国最伟大的浪漫主义诗人屈原的一篇长诗,但是作为龙的传人,那句"天高几许问真龙"可能更加贴切。

2020年4月24日第五个"中国航天日",中国首次建立了新的火星探测"天问系列"任务。时隔三月,"胖五"带着我们探索火星的决心一起飞行。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

一次性进行"绕、着、巡",对火星进行环绕探测,火星车在火星表面登陆,完成巡视探测任务。这个创举背后是多少科学家日以继夜的付出和努力。更为重要的是这次火星探测是作为开放性的科学探索平台来实施的,包括港澳地区高校在内的全国多地研究机构积极参与了研制过程。

首次火星探测任务的科学目标,主要是实现对火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等研究。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

由于受纬度的影响,在"天问一号"进入火星轨道的时候,我们的深空网络受覆盖角度范围影响,有一定的时延,需要其他国家台面站捕获信号作为备用,我国与欧空局、法国、奥地利、阿根廷等国家和组织开展了监测等多项合作。

这是独立自主的探索,这是科研人员辛苦的检阅。而对于本次探测活动的看点,西瓜视频创作人"东城观星"都做了总结和盘点,七大看点你不容错过,想要了解的朋友可以上西瓜视频搜索,文末也会给大家提供快速传送门。

长征5号14火箭成功发射后,"天问一号"从地球轨道转移到火星轨道,需要用7个多月的时间。地球的遥测系统得不间断地对探测器进行跟踪,在这期间需要有几次轨道修正的操作,以免探测器偏离轨道,错过火星。这中间万一发生极端事件,魔块小石头撞上了探测器,宇宙射线暴损坏了飞船的电子系统,甚至飞船自己的动力系统出现故障,任务都可能会失败。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

当遇见火星后减速,探测器的速度太快,地球的引力都抓不住它,火星想抓住它就更难了,必须把速度降下来,降到火星引力可以把它抓住的速度。这对发动机点火的时机和速度控制的要求都非常高,一旦出错有可能跑丢或者直接撞到火星上。前面美苏火星探测相当一部分发射失利,问题都出现在这个环节,一旦被火星引力抓住,就变成火星的卫星了。然后再进一步调整轨道,把轨道从类似印度探测器的椭圆轨道变成接近圆形的近火轨道进行探测。在完成这个阶段后,甚至在这个过程中,探测器可能会拍摄一些火星的照片,或者还包括一些地球的照片,我们就可以很直观的感受到探测器还很健康。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

等到过五关斩六将,着落后就可以开始探测完成科学任务,火星车能否经受火星环境顺利完成预期任务,并超额完成任务,也是大家关注的焦点。火星车一旦躲过了生存关,下面就是惊喜不断的过程了,而这背后是无数个日日夜夜的中国航天人的辛苦与坚韧,从立项到到2020年的按既定目标发射任务,我们为中国航天感到自豪的同时,也要深深的感谢这些背后的英雄。

中国航天,自主创新

1956年10月8日,中国第一个火箭导弹研究机构国防部第五研究院正式成立,钱学森担任院长,中国的航天事业就此展开。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你


1975年11月26日,中国第一颗返回式卫星成功发射,11月29日卫星按原计划成功返回,中国成为世界上第三个掌握返回式卫星技术的国家。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你


1981年9月20日,中国用一枚运载火箭将"一组三颗卫星"送入地球轨道,中国成为第四个独立掌握"一箭多星"发射技术的国家。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

2003年10月15日,"神舟五号"发射成功,航天员杨利伟在轨飞行14圈看到了"九重天",圆满完成我国首次载人航天飞行,中国成为前苏联(俄罗斯)和美国之后第三个将人类送上太空的国家。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

2005年10月12日,神舟六号发射成功,费俊龙、聂海胜在轨飞行115小时,中国首次实现"多人多天"载人飞行。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

2007年10月24日,我国首颗绕月人造卫星,嫦娥一号发射成功,首次获得"全月面三维影像"

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

2008年9月25日,神舟七号发射成功,首次搭载三名航天员,翟志刚出舱作业,刘伯明在轨道舱内协助,中国实现了第一次太空漫步。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

2012年6月16日,神舟九号发射成功,与天宫一号完成首次载人空间交会对接。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

2012年12月27日,中国北斗卫星导航系统正式服务,这是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后

第三个成熟的卫星导航系统。

太多太多的创举,"揽星九天"离不开我们的繁荣富强,更因为背后的他们更加精彩。

他是任新民,他说:"我一生只干了航天这一件事";

他是黄纬禄,他说:"我要为原子弹插上翅膀";

他是孙家栋,他说:"国家需要,我就去做";

……

我们也知道,火星探测的成功率一直不高,至今也才一半左右,至于原因西瓜视频都进行了盘点。

自主火星探测,从萤火一号到天问一号中国航天背后的英雄:感谢你

航天前辈钱学森、赵九章、陆元九作为中国航天事业的第一批教师,用骨干力量支持航天事业队伍,按下了中国航天事业的发射键。

如今一代又一代学员接过航天前辈的接力棒,即将进入更广阔的空间大舞台开启新的华丽篇章,再次为默默奉献的你们真诚的说声:"谢谢"。

#你好火星#

本文部分素材来源于西瓜视频创作人"东城观星":

中国的火星探测器为什么不走最近的路线?天问一号面临哪些风险

想了解更多火星探测知识,为自己增加航天方面的新技能,你可以登陆西瓜视频搜索:"东城观星"

相关阅读:

火星探测有何难点?错过就要等两年?天问一号实现探火之梦!

天问一号如何降落在火星表面?“恐怖7分钟”直接决定成败!

展开阅读全文

页面更新:2024-03-14

标签:火星   萤火   福布斯   东城   运载火箭   天顶   俄罗斯   探测器   中国   土壤   西瓜   航天   轨道   火箭   中国航天   地球   自主   英雄

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020-2024 All Rights Reserved. Powered By 71396.com 闽ICP备11008920号-4
闽公网安备35020302034903号

Top