 在第十届珠海航展中，首次亮相的火星探测器引来众多关注。中国航天科技集团五院副院长李忠宝说：“我们有信心尽早实现对火星的探测。” 记者从该集团公司了解到，我国火星探测器系统由环绕器和着陆巡视器组成。环绕器将携带着陆巡视器完成地火转移飞行和近火制动，进入近火轨道后择机释放着陆巡视器，开展环绕科学探测，并为巡视器提供中继通信链路；着陆巡视器将利用降落伞加软支腿，实现火星表面软着陆，并分离释放火星车，开展巡视科学探测。该计划目标为，实现火星环绕探测和巡视探测，获取自主火星探测科学数据，实现深空探测技术的跨越。通过环绕器与火星车的独立探测及联合探测，获取火星表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层磁场等科学数据。 目前这项计划尚未正式获批，但据“探月之父”欧阳自远院士透露，我国计划于2020年开展火星着陆巡视，2030年实现火星采样返回。 2011年11月，我国首颗火星探测器“萤火一号”搭载在俄罗斯“福布斯—土壤”探测器内部升空，但因“福布斯—土壤”未能按计划变轨，任务以失败告终，此后我国一直没有公布新的火星探测计划。今年9月，印度曼加里安号探测器进入火星轨道，成为首个加入“火星俱乐部”的亚洲国家。有国内航天专家透露，尽管印度先行一步，但我国未来的火星计划不会只重复他人做过的环绕探测，会有更深层的考虑。 此次我国火星计划浮出，印证了专家所言。然而从飞往火星到入轨，再到着陆，其中困难重重。 航天专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩表示，探测火星需具备多项技术基础，最重要的前提条件是要有远距离测控能力。“地火距离比地月距离远得多，最近约5000万公里，最远达到3亿至4亿公里。”他说，“过去一些火星探测活动之所以失败，一个重要原因就是探测器接近火星后联系不上了，如日本的‘希望号’等。” 他介绍，印度虽然拥有自己的测控网，但探测火星主要还是依赖于国际合作。美国的测控系统最为有效，围绕地球以120度为间隔布置了三个测控点，无论地球转到哪，都能跟火星探测器保持联系。 北京航天飞行控制中心副主任李剑曾表示，我国已具备能支持火星探测的飞控能力。据了解，近年来我国已经开展多项有关工作，建立深空测控站，并用嫦娥二号卫星进行了验证。该卫星在今年6月时，已经飞离地球一亿公里以外。 另一要素是运载火箭。庞之浩说，探测器要飞向火星，需达到每秒11.2公里的第二宇宙速度，这要求火箭具备足够的运载能力。还要有极高的入轨精度，以便在途中节省轨道修正所需的燃料。 同时他说，探测器飞往火星时，离太阳越来越远，所受的太阳辐射强度逐渐减弱，因此要求太阳翼供电系统具备很高性能。 靠近火星轨道时，因为距离远，测控通信系统不仅信号弱，还有较长延时。地月之间，通信延时只有几秒钟，而地火之间延时最长能达到十几分钟。这需要探测器具备很高的自主导航控制能力，其制动减速的时机、力度都要提前精准计算，提前注入数据。 “最大难点是在火星表面着陆，人们称之为‘恐怖7分钟’。”庞之浩说，欧洲“火星快车”探测器所携的猎兔犬2号着陆器，就是在着陆过程中失去联系，导致任务失败。 对此，美国的技术已经比较成熟。本世纪以来，其三代共4辆火星车均成功着陆，包括“火星探路者”携带的“旅居者”火星车，“火星漫游者”携带的“勇气号”和“机遇号”火星车，“火星科学实验室”携带的“好奇号”火星车。着陆方式一代比一代先进。前两代火星车采用气囊着陆方式，先是通过降落伞、发动机反推方式减速，落地前气囊弹出，将探测器包裹，落到火星表面。庞之浩说，这种方式着陆后会反复弹跳，经过一段距离后停下来，精确性较差，而且只适合体形较小的探测器。“好奇号”着陆时则使用了“空中吊车”技术，“天空起重机”像直升机一样悬停在空中，用绳索将其垂放落地。 他还介绍，火星表面沙尘暴非常厉害，不但能持续数月，猛烈程度更是数倍于地球上的12级台风。这对火星车的能源系统提出了很高要求，如果太阳翼设计不周，可能被沙尘暴覆盖。美国“好奇号”采用了核动力，避免了这一危险。另外火星赤道温度约为零下20多度，两极在零下100多度，着陆地点要选好。美国大部分火星车落在赤道附近，可以获得更多阳光。只有2008年登陆的“凤凰号”选择落在北极，在“夏天”的几个月里开展探测，工作5个多月后，由于光照季节性减少，加上一场突如其来的沙尘暴，“凤凰号”停止了活动。 对于我国火星计划，庞之浩认为应选择其他国家没有到过，但有科学价值的地方进行探测，科学目标除了能跟其他国家已经获得数据进行验证，最好也能有自己的特点。 |
