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allbet官网官方注册:各国“探火”都选在七八月,是巧合照样经心结构?

◎ 科技日报实习记者 于紫月

现在,设计在7—8月择机发射的美国“毅力号”火星探测器和阿联酋“希望号”火星探测器已进入发射“倒计时”。而我国首次火星探测义务——“天问一号”的发射也备受关注。不久前,中科院院士、航天科技集团科技委主任包为民接受央视记者采访时透露,今年7—8月,“天问一号”将举行发射。

这场多国登台的“探火”大戏让人拭目以待。

在窗口期发射

省时省力省钱

包罗中国在内,今年设计“探火”的国家不约而同将火箭发射日期选在7—8月,这是为什么呢?

“今年7—8月是火星探测‘窗口期’。”中国科学院国家空间科学中央空间天气学国家重点实验室研究员刘勇示意,火星和地球险些在统一轨道面围绕太阳公转,地球公转周期为1年,火星公转周期约为2年。若是在环形跑道上让地球和火星举行一场赛跑,发令枪响后“慢吞吞”的火星约莫每两年会遇上地球一次,此时两行星距离最近。在这一时刻前后,从地球发射火星探测器,能让人类“探火”之旅的“赶路”时间更短、所携燃料更少、成本加倍低廉。

然而,即便是这最短的航行距离,探测器仍要履历一场“长途旅行”。

中国第一个火星探测器外观设计构型图

中国科学院空间应用工程与手艺中央研究员张伟告诉科技日报记者,火星距离地球最远约4亿公里,最近也要约5600万公里,以我国此次将要发射的火星探测器为例,需要航行200余天才气到达遥远的火星。

探测器“赶路”时代,地球和火星始终相对运动着。因此,探测器航行轨道设计里头藏着大学问。

“火星探测器往往沿着地火之间的霍曼转移轨道航行。”刘勇说。

霍曼转移轨道由德国物理学家瓦尔特·霍曼提出,是一种变换航天器轨道方式的统称,途中只需两次引擎推进,相对节约燃料。

刘勇指出,火星探测器发射升空后,先在地球四周加速,进入椭圆形的霍曼转移轨道惯性航行,不需花费自身所携燃料;等到达火星四周“刹车”减速,最终被火星捕捉。这就要求探测器发射时,火星和地球的相对位置必须提前盘算好,使得探测器的霍曼转移轨道能够与火星公转轨道在某一时刻相切。两轨道的切点就是探测器将被火星轨道捕捉的空间位置,这一特定时刻就是探测器真正投入火星“怀抱”的时刻。

中国第一个火星车外观设计构型图

连系地球、火星的公转周期,以及轨道设计的相关内容,科学家通过详细周密的盘算得出,在地球上每隔约26个月是发射火星探测器的最好时机,“窗口期”由此而来。

若是错过今年7—8月这次“窗口期”,下次火星探测的好时机只能等到2022年。例如,欧洲空间局(以下简称欧空局)与俄罗斯航天局互助研发的火星探测器原定于今年7月发射,但因疫情及其他手艺因素影响,不得不推迟到两年后发射。

目的地相同

“赶路”时间纷歧

若是翻阅历史资料就会发现,即便国际上历次火星探测险些都沿着霍曼转移轨道航行,“赶路”时间却有长有短。

美国发射的“水手4号”火星探测器,从距离火星1万公里的高空处拍摄并回传了第一张火星外面的照片。这张充满了陨石坑的照片那时震惊了科学界。该探测器于1964年11月尾发射,1965年7月中旬飞越火星,时隔8个半月。

与“水手4号”统一系列的“水手9号”则在“赶路”途中费时较少。该探测器于1971年5月尾发射,同年11月中旬抵达,成为人类派往火星考察的第一颗人造火星卫星。航行时间仅5个半月。

随着时间推移,后续发射的火星探测器航行时间反而有增进趋势。

据此前《人民日报海外版》报道,此次我国首次火星探测义务设计航行7—8个月。固然,另有时间更长的“探火”之行。如1975年美国发射的“海盗1号”,耗时10个月驶向火星;2013年印度发射的“曼加里安号”,耗时11个半月才进入火星轨道。

图片泉源:视觉中国

目的地相同,为何“赶路”时间纷歧?

刘勇告诉科技日报记者,火星探测器航行时间相差较大,除了工程现实中火箭的运载能力和火星探测器自己的质量以外,另有两方面因素。

其一,地球、火星的公转轨道都不是真正意义上的正圆轨道,因此即便二者距离最近时,这一最近距离也有长有短。同理,若是不是统一年“窗口期”发射的火星探测器,其航行距离也略有差异, 航行时长自然也会有所差别。

“每一次‘窗口期’火星探测器航行的距离不等,下一次探测器航行距离最短的‘窗口期’在2035年,这在天文学上被称为‘火星大冲’。”刘勇说。

其二,航行时间也与飞掠、围绕等差别的探测目的有关。 飞掠火星只需靠近即可,相当于“一日游”,旅途中惊鸿一瞥,拍下几张照片,扬长而去。围绕火星则需要在特定时刻“刹车制动”,进入火星轨道成为人造火星卫星,相当于“深度游”,今后扎根在火星周围,直至生命终结。因此,当探测器以围绕火星为义务目的时,其所携带的燃料更多,变轨相对庞大,航行时间也相对长些。

除了航行时间纷歧外,火星探测作为一项系统工程,另有许多耐人寻味的科学问题值得探讨。正如刘勇所言:“航天工程是人类的科技极限挑战,具有极高的风险性。期待我国首次自主火星探测义务圆满成功。

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火星魅力让“探火”雄师日益壮大

国际火星探测始于20世纪60年代。90年代以来,火星探测迎来又一热潮,相关科研义务举行得如火如荼,包罗美、俄、日、欧、印等国在内的“探火”雄师日益壮大。停止现在,火星探测义务已实行40余次,其中美国20余次,苏联/俄罗斯实行次数紧随其后,日本、欧空局和印度也划分举行过“探火”义务。火星魅力之大,可见一斑。

那么,各国为何对火星云云“钟情”?

“火星是太阳系内与地球特点最为靠近的行星,是人类未来移民的首选地。” 张伟示意,火星上的重力约为地球的2/5,具备较稀薄的大气——大气成分为95%的二氧化碳、3%的氮气、很少的氧气和水汽等,且可能存在水资源,通过合理革新有希望成为未来人类可以驻留的地外生存空间。

“再者,火星探测的科学价值十分突出。”刘勇在接受科技日报记者采访时如是说。

是什么缘故原由导致火星失去了水?它怎样从一个蓝色星球酿成现在一片荒原的红色星球?其大气、环境是若何演化的?火星的今天有没有可能就是地球的明天?这些都是科学家们想要通过相关探测去解答的问题。

此外,张伟指出,火星探测是涉及众多高新手艺领域的系统工程,要解决轨道设计、自主姿态确定与控制、着陆导航、热控制、辐射防护、遥操作与遥剖析、深空测控通讯等手艺问题,能够动员系统工程、自动控制、能源、质料、通讯、遥感等众多领域的迅速发展,也是一个国家科技实力和创新能力的主要体现。“在国际竞争日趋激烈的今天,火星探测已成为现在及未来很长一段时期国际航天大国竞争的主要‘竞技场’。”张伟说。

泉源:科技日报 文中图片除注明外均为国家航天局资料图

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