
主持人:各位网友大家好!欢迎大家收看腾讯访谈节目,我国首颗探月卫星嫦娥一号发射工作已经进入了倒计时,在探月之后,火星将成为我们国家重点关注的一个探测星球,目前中国已经和俄罗斯正式启动了“萤火计划”,这个计划是在2009年发射一颗火星探测器。今天我们特别邀请到了中国科学院空间科学与应用研究中心的秦国泰老师,秦老师您好。
秦国泰:您好。
主持人:首先请您和我们网友打声招呼。
秦国泰:网友们大家好!
主持人:目前我们国家很多科学家已经开始着手设想和研究火星探测方面的一些事情,您提出了一个月气球探测火星的一个方面,我们想问,您怎么想到用气球探测火星?
秦国泰:这个想法,目前也是一个比较粗浅的想法。随着我们国家开展行星探测这项工作以后,尤其是下一步月球和火星的探测计划,我相信我们国家会在今后十年到十五年以内,火星计划一定会有具体的实施。在我们搞空间探测的一些同行里面有一些想法,就是怎么样才能够更好地了解行星,尤其是火星的一些环境、地貌以及火山和地震这样一些活动情况。大家知道火星探测器着陆以后采用的是火星行驶车,或者是绕火星探测。但是,在这个方法里有它的优点,也有它的局限性。比如火星行驶车受地面上的地形影响,因此它遇到障碍物的时候就必须绕开,遇到坑的时候也必须绕开。同时,火星行星受到动力限制,它的行驶路程是有限的。这样的话,我们就想到了能不能够像地面上射放地球一样,来开展火星探测。
主持人:普通观众都知道,气球在地球上是很容易破裂的,不知道用来探测星球的气球和我们地球上的地球有什么不一样?里面充的是什么气体?
秦国泰:这个想法也是目前的一个粗浅想法,因为国外星球科学家提出来,由于刚才我所介绍的一些火星探测的局限性,想采用行星气球探测,也就是火星气球探测这样一个方案,来解决、弥补火星行驶车上的一些不足。我们知道在不少行星上存在着大气,只要有大气,无论是稀疏的或是稠密的,都可以像地球上一样,地球随火星风场的漂移,这样的话它可以绕着火星行程进行绕火星的探测。
主持人:太阳系里面这么多行星,对于那些星体是可以利用这种方法进行探测的?
秦国泰:根据国外行星科学家的探索,他们已经有了火星气球计划,金星气球计划、木星气球计划和土星气球计划。也就是刚才我说的,只要行星上存在着大气,就可以进行这样的工作。你刚才谈到的,用气球会不会存在一些问题,这些问题肯定是有的,但从我们目前所了解的情况来看,比如火星的沙尘暴。
主持人:用气球去探测火星、探测其他行星会不会遇到一些困难,因为我们了解到火星上的沙尘暴是非常厉害的,气球会不会受影响?
秦国泰:是的。跟地球上一样,如果遇到沙尘暴的话,尤其是火星上的沙尘暴,可能影响到高度比较高。假如火星上的地球定点在高度五公里到六公里左右,可能就会受到一些沙尘暴的影响;但需要看具体的沙尘暴的情况,如果只是一种尘埃,为气球漂移、气球探测器应该影响不大。如果是一些大的颗粒,就有可能出现破坏气球的情况。
主持人:火星气球探测如何工作,就是怎么从地球到火星,怎么展开火星探测?
秦国泰:是个,网友们肯定会提,怎么想到在火星上放气球,这个问题,是国外行星科学家提出来这个想法,一种创新想法,现在已经进入到了A阶段,就是方案阶段。为什么想到火星上放气球呢?我们大家都知道,一个是绕火星进行探测,还有一个是登陆火星进行探测,以及登陆以后,再放火星行驶车进行探测。但这些探测都受到一定的限制,有局限性。比如说火星行驶车,在行驶当中如果遇到障碍物,比如坑、一定坡度的山坡,它会发生问题。另外火星行驶车,它的动力也会受到一定的限制,影响工作时间。一些行星科学家们提出来,如果是在火星上释放一个像我们地球上一样高度的,就是30公里左右,能够随风漂移,像绕着地球走一样的绕着火星走、进行探测,也就避免了这些问题。更重要的是,如果能够实现气球绕火星进行探测的话,它的时空分布变化和地域变化,这个数据拿过来是很有用的,这对我们进行一些科学探测、统计性比较强的探测是有很大的意义。
主持人:目前我们这样的探测设想,还会有哪些问题?
秦国泰:是的。目前来看,要在火星上进行探测,有很多优点,比如说成本低,同时避免了火星车,由于地面障碍、地形变化受到一些影响。同时,它可以绕着火星长期地探测,甚至于是绕火星好几圈,时间可以做到一百天到三百天。但是,它也有一些问题。这些问题是需要等待我们开发、解决的。比如说火星气球的球体,必须做到微米量子厚度的球皮,主要是减轻载荷的重量。我们都知道,探测器上的有效载荷如果是一公斤,相当于几十倍、几百倍的推力支持它。所以减轻份量是一个很重要的问题。因此,球皮必须要薄,需要专门的材料做。第二球皮薄了以后,抗硬力,本身充起来以后有一个硬力变化,这又是一个很大的关键问题。第三,气球上掉的一些探测仪器,这些有效载荷必须做的很小,必须做微型载荷。比如说火星气球吊篮,整个重量,包括吊篮以及里面的支持系统,真正的探测器重量得一公斤,比例就是10:1的关系。因此要求我们所做的这些探测器必须做到微型化。我们有这样一个设想,神州一上,蜇伏器做了4.7公斤,神州二上做了2.7公斤,如果在要火星上做这个探测,那么必须要降到一公斤的份量。第四点,必须要解决做一个超小型的数据接收和中机系统,目前类似GPS的系统。这个系统也要考虑到它的份量,或者说是质量,不能大,要有局限性。第五,要有高效能源,因为气球上我们不可能再带太阳电池,当然也可以有一些设想,带太阳电池,如果行星很远的话,比如木星、土星带太阳电池就不太合算了。这个时候,要解决这些高效电池,比如说现在的高效锂电池或者是新开发的电池支持它。还有就是一些气球发放技术,到一定高度上,开始抛球皮,开始充气,这些东西都要气球收放技术。另外一个是尾控技术,就是让气球稳定在一个高度,或者是调整高度,这些比较小型的尾控技术需要解决。
目前做这些工作,技术难度相对于火星行驶车来讲难度要小,但还有不少问题需要解决。
主持人:火星气球探测的方法,还是停留在一个设想的状态?
秦国泰:是的。国外已经进入到了方案阶段,或者是A阶段,我们还只是一个设想性的建议。因为我们相信,我们国家在今后十年,肯定会进行自己的火星探测。这个时候,我们应该把我们的一些设想,怎样更好地开展火星探测的一些想法提出来,以便于国家统一考虑,把一些方案提出来,以便于更好地论证。
主持人:非常感谢秦老师,给我们带来这么精彩的介绍,也谢谢各位网友收看腾讯新闻,谢谢大家,再见。
秦国泰:再见!
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