在我們加快探索火星步伐的同時,殊不知火星早已成為人類探測器的墓地。迄今為止,總共發往紅色星球的47個任務中,一半以上的任務都以失敗告終。
即便如此,在過去的二十年中,每兩年都會有一次或兩次的火星探測任務升空。僅在這個月,就有三個單獨火星探測的任務,阿聯酋的“希望號”、中國的“天問一號”和NASA的“毅力號”。
“希望號”
“天問一號”的火星探測車和著陸器
“毅力號”
為什么三個任務都集中到一起了?
因為7月的發射窗口可以節省大量燃料,就像航空公司一樣,太空機構也希望找到飛往火星的最短路線,但這并不是指兩個行星間的最短距離。
行星是在不斷運動的,每次火星完成一個周期運動時,地球都會繞太陽運轉兩圈。這使得太空旅行遠比地球上的直線旅行復雜。實際上,如果在兩個行星最接近時發射,我們的探測器可能永遠都到不了火星。
我們不會將火箭對準火星的位置,因為當它到達那里時,火星早已走遠了。相反,我們需要將火箭發射向火星運行前方的某個地方,該軌道被稱為霍曼轉移軌道,于1925年首次被提出。
一切都需要經過仔細計算,因為火星發射窗口每26個月僅開啟幾周,一旦錯過就意味著要再等兩年。
當探測器距離火星約400公里時,它需要及時放慢速度,以便它可以被行星的引力捕獲并成為它的衛星,否則它可能錯過火星。
即使對于像“天問一號”這樣的小型探測器,登陸火星也不是易事,火星引力是月球的二倍,并且到處巖石密布,這增大了登陸工作的風險。
繞行一段時間后,著陸器將準備著陸,經歷五分鐘的拋物線運動后,火星大氣層將使其速度從4.8km/s減慢到460m/s。隨后它將打開降落傘,在不到兩分鐘的時間內速度降到100m/s。
然后它將彈出笨重的隔熱罩,但仍因為質量太大而無法達到安全的著陸速度。因此,著陸器還需要激活其小型火箭發動機,進行進一步的減速,直到著陸器可以懸停在火星表面約100米的地方,然后輕輕降落。如果一切順利,大約一周后,火星探測車就能在火星上邁出第一步。
這一切都是從飛船進入火星大氣層時開始的,整個著陸過程大約需要七到八分鐘,在此期間,需要完成一千多個不同的操作步驟。
這仍然不能直觀的解釋什么NASA稱其為“恐怖七分鐘”。別忘了,地球和火星之間的最近距離也超過5000萬公里,即超過六分鐘的無線電通訊時間,這就意味著著陸器必須在無人操作下獨自完成著陸動作。
NASA
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