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2021-03-03Text: 方思捷

天問一號探索火星 挑戰「恐怖7分鐘」

   中國「天問一號」火星探測器近來動作頻頻,2月24日6時29分,探測器實施第3次近火星制動,進入了火星停泊軌道,是中國航天技術一個新里程,之後會在軌道上運行大約3個月的時間。

 

  寄託着中國科技夢的「天問一號」,2020年7月23日升空,經過7個多月的飛行,2月終到達火星,並成功完成「繞、落、巡」三大目標中的第一個。

 

目標5月着陸

  過了這一關,「天問一號」會變成環繞火星的衞星,在火星軌道運行,這時軌道器的7部探測儀器,會對火星的地形地貎、內部構造、氣象環境等方面作普查式探測。與此同時,這些儀器亦對着陸器的着陸地點進行探測,「天問一號」會在適當時候釋放着陸器,着陸器隨即進入大氣層,在火星表面軟着陸;這激動人心的日子定在今年5月。

 

  不過着陸器到達火星表面之前,還要再過難關,其成敗的關鍵是能否闖過着陸火星前的「恐怖7分鐘」。

 「天問一號」從脫離軌道環繞器到着陸火星、放出火星車的過程將非常驚險。(圖片由作者提供)

 

  雖然火星大氣層稀薄,但着陸器下降速度高,摩擦生熱下其表面就像一團火,故需要在其前面有一個隔熱外殼。當速度降下來,外殼會被拋掉,繼而打開降落傘,繼續減速,隨後降落傘也會脫落,着陸器的反推引擎馬上點火,讓速度進一步降低,直至在空中懸停。

 

  這時着陸器要自行觀察着陸點是否適合,例如有否隕石坑或大塊岩石。如果有,着陸器便要平移,躲開障礙着陸,屆時4條有彈性的「腿」可起緩衝作用。

 

  「天問一號」的着陸器從離開軌道器、進入火星大氣層,到抵達火星表面,全程大約為7分鐘,箇中對各方面技術的要求極高,因為地球和火星間通信時間差,科學家們無法從地球實時發指令遙控,着陸器只能靠自身設定的程序操作,所以這也是「天問一號」征途中最驚心動魄的一段,科學家將之稱為「恐怖7分鐘」。

 「天問一號」發射前,中國科技人員在河北懷來的試驗場模擬測試其懸停、避障等過程。(圖片由作者提供)

 

  在此之前,美、蘇和歐洲太空總署都有探測器折戟在這7分鐘裏,致前功盡廢。在2020年前,美、蘇只有8個探測器成功登陸火星,當中包括4輛火星車。 

 

巡視最少90日

  平安抵埗後,「天問一號」的着陸器會放出巡視器,即俗稱的火星車,可拍攝火星表面以下100米的透地圖像、探測磁場、氣象、火星表面化合物、光譜、導航和地形等。它以太陽能為能源,能在火星巡視和工作最少90個火星日(一個火星日相當於24小時39分鐘),期間會採集岩石土壤等,為中國獲取第一手的火星地質資料。

 

  當一切順進行,中國便成為第一個一次完成對火星「繞、着、巡」的國家,也將是繼美國之後,第二個有火星車安全着陸和巡視探測火星的國家,在歷史上留下濃墨重彩的一筆。

 

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 「天問一號」在距離火星220萬公里拍攝的火星圖片。(網上圖片)

 #時空筆記

 

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