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登陆火星有什么困难。

5月15日,中国“珠融”火星探测器在火星乌托邦平原南端着陆。最新的科学探测发现,在火星乌托邦平原,在距地面1至10米的浅底层下有大量地下水结冰,蓄水量相当于地球上最大的淡水湖苏必利尔湖。火星下面有水意味着火星上曾经有生命存在吗?所有这些问题都需要我们在乌托邦平原的火星探测器进一步解答。登陆乌托邦平原可能会揭开火星生命的神秘面纱。但是火星登陆是极其危险的。探测器需要克服哪些困难?登陆火星有哪些不同的方式?成功率只有50%左右。

选择登陆地点后,最大的挑战是如何登陆火星。目前,全球火星探测器着陆成功率仅为50%左右。这是因为火星离地球太远,地面的遥测和遥控信号非常微弱。此外,由于地球与火星的通讯延迟超过10分钟,在登陆火星的整个过程中,一切都要由探测器独立进行。此外,当火星探测器移到火星背面时,地球无法准确确定其轨道参数,这将给再入高度的选择带来困难。着陆前,火星探测器必须事先注入数据,这样它在着陆过程中就可以独立执行数百个程序,任何程序都不会出错。

进入火星大气层后,火星探测器采取热防护措施非常重要,降落伞、安全气囊、缓冲火箭能否按程序工作非常重要。他们必须非常准确,在一秒钟之内。因此,火星探测器着陆过程中的每一个环节都不应错过。一位美国科学家曾经描述火星探测器着陆时的心情,就像丈夫在产房外等待妻子分娩一样。1999年12月3日,美国极地着陆器即将登陆火星时,由于软件错误,其减速火箭发动机过早关闭,最终坠毁。2016年10月20日,欧洲“火星生物-2016”探测器上的“沙帕雷利”进入、着陆和着陆演示器在着陆前与地面失去联系。

原因只是1秒的计算误差,提前将降落伞与隔热罩分离,导致“沙帕雷利”硬着陆坠毁。经过大量的研究和实践探索,目前已有三种火星软着陆方法。每种方案各有优缺点,但基本原理是一样的,即依靠火星大气对进入舱和降落伞的阻力,以及火星车上缓冲发动机的推力,使高速火星探测器着陆火星表面时的速度降到零。第一种着陆方式是气囊弹跳。该方法相对简单,成本低,但只能满足小重量火星探测器软着陆的要求,着陆精度不高。火星探测器“火星探路者”、“勇气号”和“机遇号”都采用这种着陆方式,即降落伞+气囊弹跳着陆。

由于着陆是硬着陆,包裹在气囊中的探测器在第一次着陆时会反弹到10层楼高,然后经过几次跳跃后逐渐降低反弹高度,最后降落在火星表面。第二种着陆方式是后推式着陆腿。这种着陆方式比较复杂,成本也比较高,可以满足重型探测器在火星软着陆的要求,着陆精度也比较高,类似神舟飞船返回舱。美国海盗1号和海盗2号、凤凰号、洞察号和中国珠融火星探测器都采用这种着陆方式,即降落伞+缓冲发动机推力+着陆腿,其中着陆腿在着陆时起到一定的缓冲作用。

第三种着陆方式是空中起重机。这种着陆方式是目前最复杂、成本最高、技术最先进的着陆方式,可以满足较重探测器软着陆的要求,着陆位置也可以更精确。好奇号和意志力号火星探测器都采用这种着陆方式,即降落伞+缓冲发动机推力+空中起重机(庞志浩,中国空间探测技术首席科学传播专家[编辑:田伯群]。

最后修改日期: 2021年5月27日

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