【热门】中国首次自主火星探测任务五大看点：一步实现“绕、着、巡”

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新华社文昌7月23日报道，实现了世界首次火星探测“环绕、穿、巡逻”，最远距离达到4亿公里，如何实现超远距离深空通信。 火星探测器发射后，将经过怎样的历史到达火星？ 23日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在中国文昌宇宙发射场发射。 记者整理了这次火星探测的《观赏指南》 世界第一颗:一步实现“环绕、着、巡逻”的火星是离地球近、与环境最相似的行星，是人类走出月球系统开展深空探测的优先目标 目前人类对火星实施了44次探测任务，其中24次成功，火星是目前人类认知最深的行星之一 在传统的火星探测中，发现了火星上存在水的证据 火星上孕育生命的条件和火星是地球的过去还是未来？ 这些问题徘徊在科学家心中，成为火星研究的重大科学问题 我国第一个火星探测任务是凭借火星巡逻机和着陆巡逻机的超强阵容，能够一步实现火星的“环绕、着陆、巡视”三个目标，这是其他国家第一次实施火星探测任务时没有实现的 火星探测比月球探测更难 火星离地球比较远，因此对发射、轨道、控制、通信、电源等技术行业提出了较高的要求 中国航天科技集团八院“天问一号”探测器系统副总师兼环绕器总设计师王献忠表示，研发团队不仅克服了火星刹车捕捉、长时间自主管理等关键技术难点，还实现了地火之间的超遥测通信，通过环绕探测实现了火星的 临门一脚:刹车捕捉“踩刹车”火星捕捉是火星探测任务中技术风险最高、最重要的环节之一，在火星探测器从地球飞往火星的过程中，被火星重力捕捉的机会只有一次 利用火箭的辅助，探测器获得摆脱地球重力的能量，采用精心设计的移动轨道，探测器最终可以顺利到达火星附近 但是，仅限于携带的推进剂是有限的，环绕机在到达火星后，必须把握唯一的机会制动捕获火星 这次火星探测任务捕获时探测器离火星只有400公里，此时探测器对火星的速度为4-5公里每秒，不小心撞击或飞离火星，捕获成功与否是火星探测任务成败的关键。 在这个刹车捕捉过程中，火星环境机面临着很多挑战 捕获时的探测器距离地球1亿9300万公里，单向通信延迟达到10.7分钟，因此地面无法实时监视该制动过程，只能依靠探测器自主执行捕获战略 另外，在制动过程中，环绕器需要在自身发生突发状况时自主完成应对，最大限度地保证火星的捕获成功 火星探测任务信息发言人、国家航天局探测月和航天工程中心副主任刘慧杰介绍说，在捕获过程中，火星环境机需要正确进行点火制动。 制动点火时间过长时，探测器的速度过低而与火星相撞，制动点火时间过短时，探测器的速度过快而无法从火星进入环绕轨道，对环绕机的自主导航和控制提出了极高的要求。 4亿公里:超长距离宇宙通信环火飞行阶段，由于地球和火星的运行规律，探测器离地球最远达4亿公里。 为了处理超长距离通信问题，火星环绕器配备了测量数字传输一体化系统，实现了系统轻量化、通信效率提高、通信链路可靠性的目标。 为了补偿空间衰减，火星环绕器配置了大功率行波管放大器和可大口径驱动的定向天线，大大提高了探测器到地球的通信能力 自主管理:探测火星需要考虑的“大脑”一般来说，环绕地球的卫星是根据卫星的实时状态和任务要求由地面控制中心控制的 但是，火星环绕机从探测器到地球的距离很远，因此通信延迟很大，完全依赖于地面指令，无法实时解决出现在星星上的突发状况 另外，环绕机与地面站的通信具有空间特殊性，通信中断(“日凌”)的时间最长可达30天，期间依赖自己完成长时间的任务管理，离开“日凌”后，需要尽快调整天线指向，迅速恢复与地面的联系 据说在这次火星探测任务的重要节点上，自主管理也同样需要发挥巨大的作用。 火星探测器分离环绕器和着陆巡视器时，环绕器需要在短时间内完成3次调姿和2次变轨，对姿势、位置测量和控制精度要求非常高 正因为依赖自主的轨道管理系统，火星巡逻机才能准确及时地完成与着陆巡逻机的分离 负荷:给火星拍《中国式化妆照片》，这次火星环绕机搭载7种比较有效载荷，火星地表结构和地下水冰分布，火星矿物组成和分布，火星空间磁场环境，火星表面图像，火星地质结构和地形，火星表层结构和地下水 其中分辨率相机可以进行火星的全球地形调查，高分辨率相机可以进行火星点地区的局部高分辨率地形调查，为火星拍摄来自中国的“化妆照片” (原题是“五大看点！ 这个中国第一个自主火星探测任务“观赏指南”请接收)(本文来自澎湃信息，越来越多的原始信息请下载“澎湃信息”APP )