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资料:中国火星探测器萤火一号台前幕后

2011年03月14日13:34新华社-瞭望东方周刊赵嘉麟我要评论(0)
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  “萤火一号”台前幕后

  “萤火一号”副总设计师、上海航天局研究员陈昌亚把火星探测称为“中国继载人飞船、嫦娥探月工程之后的又一重大航天科学计划”

  《瞭望东方周刊》记者赵嘉麟 | 莫斯科报道

  中国与俄罗斯联手展开的火星探测之旅已经蓄势待发。

  据报道,目前中国火星探测器“萤火一号”正样星已启运赴俄,将开展一系列相关测试工作。俄罗斯航天研究所资深研究员纳坦·艾斯蒙德则向国际文传电讯社透露,载着“萤火一号”的俄罗斯行星际自动太空站“福布斯-土壤”的发射窗口将于今年10月31日出现,并持续到11月22日。

  艾斯蒙德说,最佳的发射日期,被定在一个非常不一般的日子:2011年11月11日。

  2009年夭折的旅行

  本次中俄联手的火星之旅,肇始于4年之前。

  2007年3月26日,在中俄两国元首的见证下,中国国家航天局局长孙来燕与俄罗斯联邦航天局局长佩尔米诺夫共同签署了《中国国家航天局和俄罗斯联邦航天局关于联合探测火星-火卫一合作的协议》,确定双方于2009年联合对火星及其卫星火卫一进行探测。

  “萤火一号”探测器原计划于2009年10月和“福布斯-土壤”行星际自动太空站一起,搭乘“天顶”号运载火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射升空。当年5月,上海航天局党委副书记张伟强在第三届上海航展上表示,“萤火一号”已通过研制阶段的试验考核和验证,将转入“待发”状态。

  但计划中的这次火星之旅最终没有成行。

  俄罗斯联邦航天局官方网站上发表的消息称,由于俄方“技术原因”,发射被推迟,并进一步补充说,2011年、2013年和2016年,火星将位于距离地球最近的距离,这才是发射火星探测器的最佳时间。

  俄罗斯科学院航天研究所所长列夫·泽列内事后透露,在2009年9月21日举行的俄罗斯联邦航天局会议上,通过了有关推迟发射“福布斯-土壤”的“艰难决定”。原因是,“没有足够时间对所有组件进行最终测试”,“基本上,它可以发射,多多少少还是准备好的。但(俄罗斯)科学院要求再次检查。”泽列内说。

  俄罗斯联邦航天局局长佩尔米诺夫此后表示,俄方专家希望能够进一步掌握火卫一表面特性,以便更精确地设计用于收集土壤的设备。此外,俄方也无法保证探测器在飞行过程中与地面联系百分之百稳定,因此需要对其各部件进行进一步测试。

  “萤火一号”主要任务是“绕”

  迄今为止,“萤火一号”探测器模型已在多个国内外航展上亮相,2009年8月本刊记者就曾在俄罗斯第九届航空航天展上亲眼见到了与探测器实物大小比例为1:1的模型。

  资料显示,“萤火一号”本体长、宽各约75厘米,高60厘米,两侧太阳帆板展开长近8米,重约115公斤,设计寿命为2年。探测器上携带有等离子体探测包、光学成像仪、磁通门磁强计、掩星探测接收机等有效载荷。

  据俄新社报道,“萤火一号”和“福布斯-土壤”的火星之旅预计历时10个月左右,行程约3.8亿公里。途中,两者将通过电缆连接,“福布斯-土壤”将为“萤火一号”提供能量。

  “萤火一号”副总设计师陈昌亚介绍说,“萤火一号”和“福布斯-土壤”进入火星轨道并绕火星飞行三圈后将分道扬镳:后者变轨到火星圆轨道上寻机登陆火卫一,钻取土壤样品后返回地球;前者则将留在火星轨道上一边运行,一边进行科学实验,把数据传回地球,完成使命将永远留在太空。

  “福布斯-土壤”计划着陆的火卫一,表面是经过宇宙射线辐射后形成的含碳化合物的混合物。专家们认为,研究它的土壤外表层能够获得太阳系星体形成初期的信息,以及行星起源和演变的信息。

  而“萤火一号”并不会在火星上着陆。张伟强说,它将在火星大椭圆轨道上绕行。此次探测也是中国火星探测“绕、落、回”“三步走”项目计划中,实现第一步“绕”的重要部分。

  “萤火一号”将探测火星及其空间环境,探寻火星上“水为什么消失的秘密”,揭示类地行星空间环境演化特征等,从而为中国下一步的深空探测打下基础。

  中国自主火星探测器已在技术攻关

  陈昌亚把火星探测称为“中国继载人飞船、嫦娥探月工程之后的又一重大航天科学计划”。

  据新华社援引中国空间技术研究院有关专家的话说,中国航天工业部门先期启动了基于探月一二期技术的自主火星探测器研究和方案设计工作,目前正在积极开展技术攻关,目标是瞄准2013年的发射“窗口”,利用中国长征三号乙运载火箭发射。

  “神舟”系列飞船首任总设计师、中国工程院院士戚发轫日前在香港表示,中国现在的运载能力、测控能力“足以支撑火星探测器发射”。

  火星是太阳系中最近似地球的天体之一:它自转周期为24小时37分,和地球上的一天接近;此外,它也有类似地球的四季交替。

  人类对于这颗既亲切又陌生的红色星球的向往从未停止。不过,截至目前,世界各国虽然共向火星发射了40多枚探测器,但成功完成任务的只有大约三分之一,主要原因是火星表面的沙尘暴和极端低温。

  墨西哥《改革报》援引西班牙国家航空航天技术研究院专家埃克托尔·格雷罗的话说,火星旅行非常漫长并且伴随着温度问题,“因此带上火星的所有设备都必须经受严峻考验”。

  陈昌亚此前表示,经计算,“萤火一号”运行过程中,将面临长达8.8小时的“深低温长火影”,即火星位于探测器和太阳之间,太阳光被挡住,探测器上的太阳能电池板无法工作的阶段。为此,科研人员研发了“休眠-唤醒”技术---只要加电唤醒,“萤火一号”上所有16台单机均能恢复正常工作。

  此外,由于飞行距离长而导致信号传输延时,地面控制中心可能无法对“萤火一号”进行实时控制。对此,中方科研人员在探测器的自主控制技术方面也取得了突破。

  全球“火星热”升温

  目前,各国探索火星的兴趣正在不断升温。2011年,美国计划发射“火星科学实验室”,以寻找生命的基本单元、研究火星表面的化学、矿物和同位素成分,研究火星大气层演变历史和表面的辐射环境。

  美国还将于2013年发射一颗“火星大气层与挥发物演变任务”探测器,2016年发射“火星生命科学实验室”,2022年进行火星取样返回,2031年实现载人环绕火星探测。

  而按照欧洲航天局主导实施的“曙光”空间探索计划,2016年将发射一颗火星环绕探测器“火星生物学”漫游车,以寻找火星上现在或曾经存在生命的证据,并探测人类登陆可能遇到的各种危险情况。

  西班牙、芬兰和俄罗斯三国研究人员则在联合开展一项计划,准备于2016年在火星表面建立一个小型气象站,以便从地球上测量火星表面的温度、压力和风速。此外,印度也计划在2013年发射一颗火星轨道器,积极参与深空探测。

  西班牙国家航空航天技术研究院专家埃克托尔·格雷罗介绍,目前火星探测的焦点主要涉及水、大气、气候和地质学等问题,了解为什么火星的核心会变冷,大气会消失,磁场会减弱,使火星失去了防止太阳直射的保护层。

  他警告说:“所有这些谜团我们都很关心,因为地球可能也在朝着这个方向演变。”他还表示,火星探测的终极目标之一,就是研究人类在火星居住的可能性。

  不过,就目前情况而言,火星极不适合人类居住:那里氧气很少,辐射严重。《俄罗斯报》援引俄太空研究所所长泽列内院士的话说,本世纪末很可能在火星上建立一个基地。这是纯研究性质的基地,大概相当于美国的“阿特兰蒂斯”号航天飞机。在可预见的未来,火星也许是太阳系最后一个载人航天飞机能抵达的地方。

  该报道还表示,中国科学家提出了一种以防万一的“救援方案”---在全人类可能灭亡之前,中国将抓紧在火星上建立至少可以居住1000人的地球村,村民将保存将来重返地球所需的技术和资源。■

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