“天问一号”来了!登陆火星,离我们还有多远?

火星,你好!

今天是第五个“中国航天日”

国家航天局正式发布

中国首次火星探测

任务名称、任务标识

中国行星探测任务被命名为“天问(Tianwen)系列”,首次火星探测任务被命名为“天问一号”,后续行星任务依次编号。

据介绍,该名称源于屈原长诗《天问》,表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着,体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。

象征“揽星九天”的任务标识,展示了独特字母“C”的形象,汇聚了中国行星探测(China)、国际合作精神(Cooperation)、深空探测进入太空的能力(C3)等多重含义,展现出中国航天开放合作的理念与态度。

据悉,从2016年8月23日开始,中国火星探测工程名称和图形标识面向全球征集,海内外各界踊跃参加,共收到提交工程名称及图形标识作品35912个。经过网络投票共收获各地有效投票3278962张。

按照计划,2020年我国将通过长征五号发射火星探测器,并通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视探测。在太阳系的八大行星中,火星与地球距离较近。火星跟地球有着相似的自转周期,为24小时37分。

除此之外,在火星上还有春夏秋冬四季的更迭。正因为这些相似点,通过发射探测器了解火星的状况,获得更多信息,以此能够帮助人类更好地研究地球的演变与未来发展。探测器发射后,大约需要经过7个月左右的飞行抵达火星。

钟南山院士也“远程”为中国航天送上祝福:“疫情挡不住航天豪情。我衷心祝愿祖国的航天事业蓬勃发展、蒸蒸日上,不断突破创新,夺取新的胜利!”

从儿时熟悉的“火星叔叔马丁”

到近年热映的《火星救援》

火星寄托着人类无数太空梦想

火星有什么魔力吸引人类前赴后继?

面对艰巨的挑战

我们准备好了吗?

中国科学院国家天文台研究员郑永春认为,研究火星可以给人类带来很多的启示。他表示,火星和地球是太阳系里的“兄弟姐妹”,研究两者的异同,互为参考,是极具价值的基础研究。

火星上是否存在或曾经存在过生命,这也是让科学家牵肠挂肚的谜题。研究表明,远古时代火星上曾有湿暖气候和流动水;2018年,科学家在火星南极冰盖下发现了液态水存在的证据。这增强了人们寻找火星生命的信心,也让人们看到了在火星上生活的希望。

我国首个火星探测器搭载了13台科学载荷,将探测火星的形貌、土壤、环境、大气,研究火星上的水冰分布、物理场和内部结构。

事实上,“火星之旅”困难重重。

首先要突破的是遥远的距离。火星距地球最近时也有大约5000万公里,而探测器抵达火星需要飞行几亿公里,对发射、轨道、控制、通信和电源等技术都有很高要求。记者了解到,我国将用目前国内推力最大的长征五号运载火箭发射火星探测器,将其直接送入地火转移轨道。

由于距离遥远,测控通信也非易事。不过北京航天飞行控制中心副主任李剑曾表示,我国已具备上亿公里深空测控的能力,完全能支持火星探测。

与飞行相比,探测器在火星下降着陆的难度更大,过去许多探测器都在这一阶段功亏一篑。庞之浩说,进入火星大气时,探测器能接收到的遥测信号十分微弱;当它运行到火星背面,在地球上无法准确获取其轨道参数;通信延时也会造成很大影响。因此火星着陆过程完全需要探测器自主完成,整个过程被称为“恐怖7分钟”。

即使能成功降落,火星巡视器还要接受复杂、恶劣环境的考验。2018年,美国机遇号火星车遭遇沙尘暴而停止工作,于今年2月被宣布“阵亡”。

据国家航天局系统工程司副司长赵坚介绍,后续至2030年前后,我国还将实施小行星探测、火星取样、木星系探测及行星穿越等深空探测任务。

除了“天问一号”

神舟飞船、嫦娥探月等

大家都耳熟能详

另外还有一位“明星”

虽然远离江湖多年

却总能听到“它”的传说

半个世纪前,1970年4月24号,中国自主研制的第一颗人造卫星"东方红一号"发射成功,《东方红》乐曲响彻太空,拉开了中国探索太空的帷幕。

今天正是“东方红一号”成功发射50周年的纪念日,对于这位“前辈”的故事,我们有太多好奇和怀念。

问:"东方红一号"卫星为什么要播放《东方红》乐曲?当时的主要任务是什么?

答:1965年9月,中科院卫星设计院提出,中国要超过苏联的卫星发射的电报码,就必须发射一个连续的信号。这个信号要有中国特色,而且要得到全球公认,所以提出了卫星播送《东方红》乐曲,并将卫星命名为"东方红一号"的建议,后来获得国家认可。在那个特殊的年代,让《东方红》乐曲响彻世界,也有一定的政治意义。

除了播放音乐,东方红一号卫星最重要的任务是技术验证,验证中国的火箭发射和卫星技术。

"东方红一号"卫星原设计时,有效载荷包括东方红乐音装置、太阳软X射线探测仪、粒子辐射计、磁强计和舱内气压计等科学探测仪器。其任务是探测太阳辐射、空间磁场、空间电离层环境和地球大气密度,然后通过遥测系统把相关数据发送回地面。

它的发射成功,标志着中国成为世界上第5个独立研制和发射卫星的国家。

问:"东方红一号"至今仍然没有坠入大气层,它还在运行吗?它还在唱歌吗?

答:"东方红一号"采用银锌电池为电源,设计的工作寿命为20天,但它实际工作了28天,在1970年5月14日停止发射信号,与地面失去了联系。虽然实际发出的歌声已经在那一刻停止,但《东方红》的音乐早已写入了我们的记忆。

卫星能飞行至今是因为它所处的轨道较高,大气阻力很小,轨道衰减很慢。

早期的卫星设计的轨道高度都很高,"东方红一号"如果不发生撞击,再飞几百年也没问题,但它也不会飞离地球,因为没有动力,它的轨道只会在大气微小的阻力下慢慢下降。因此,所有在天上的航天器需要互相避让。

问:"东方红一号"上面的那些杆子是干嘛的?发射时不会断吗?

答:"东方红一号"看似是球形,其实是一个近似球形的72面体。采用这种设计外形主要是基于以下考虑:

(1)内部有较大空间;

(2)在这72个面上可以粘贴太阳电池片,可以为卫星供能;

(3)卫星采用自旋稳定,在72面球体上粘贴太阳电池片可便于均匀布设,使任何时刻太阳电池的总输出变化很小,这对整星能源系统的设计很有利;但是当时中国还没有太阳能帆板这样的技术,最终没有粘贴,而是采用银锌电池作为它的电源。

(4)采用球形设计,可使卫星飞行时的弹道截面基本不变,所以不用在星上安装探测仪器,就能用卫星的测轨跟踪数据反演推算卫星飞经高度的大气密度值及其变化,从而多获得一些科学数据。

至于那些细细的"杆子",其实是天线,每根长度有3米,有4根天线是用来发送东方红乐曲和遥测数据信号的。

这么长、这么细的杆子之所以在发射的时候没断,是因为就像伞的开合一样,卫星发射的时候已经把它收起来了,到天上才再把它打开。

问:现在已经到了东方红几号,东方红系列取得了哪些进展呢?

答:1984年4月8日,"东方红二号"卫星发射成功,开启了中国用自己的通信卫星进行卫星通信的历史。

1997年5月12日,"东方红三号卫星"由中国运载火箭技术研究院研制的长征三号甲运载火箭发射升空,这是中国第一代采用三轴稳定技术的地球同步卫星,定点于东经125°赤道上空,主要用于电视传输、电话、电报、传真、广播和数据传输等业务。

之后,"东方红"系列逐渐发展成了大型卫星平台。

"鑫诺二号"(SINOSAT-2)卫星是"东方红四号"大平台的首发星;2019年12月27日发射成功的"实践二十号卫星"则是基于"东方红五号"公用平台研制的实验卫星,2020年1月5日成功定点于东经105.5度,这也是中国目前研制的发射重量最重、技术含量最高的高轨卫星。

本文综合自人民日报 新华社 科技日报 等

微信编辑:车车

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