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  中新网北京5月15日电 题:揭秘“天问一号”落火之旅:落在哪?怎样落?探什么?

  作者 郭超凯

  历经近10个月的“太空之旅”,天问一号着陆巡视器15日成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。

天问一号着陆火星效果图。中国航天科技集团八院供图
天问一号着陆火星效果图。中国航天科技集团八院供图

  天问一号为何会选择乌托邦平原作为着陆点?如何安全软着陆于火星表面?后续又将开展哪些探测任务?记者采访航天专家,答疑解问。

  落在哪:乌托邦平原

  在人类对太阳系的探索历史上,火星总是给人无限期待与遐想。截至目前,全球共开展40多次火星探测,但成功率仅有五成左右。选择一个合适的着陆点,对天问一号成功实施软着陆至关重要。

  火星这么大,气候条件、地形地貌、大气状况又异常复杂,哪里才是天问一号的理想着陆区?中国航天科技集团五院党委书记赵小津此前在接受中新社记者采访时表示,航天专家通过对科学与工程的充分论证,本着工程实现风险低、科学探测价值高的原则,将着陆区选在了火星最大的平原——乌托邦平原。

  据介绍,天问一号探测器的首选着陆点位于乌托邦平原南部,备选地点位于乌托邦平原东南部埃律西昂火山岩浆流地带。

  着陆区为何会选择乌托邦平原?专家解释道,乌托邦平原位于火星的北半球。火星南、北半球的地形地貌、地质构造、表面及次表面岩石矿物等差异巨大。火星南部为高地,这些高地60%的面积遍布着“瘢痕累累”的陨石坑。而火星的北部,则是被火山熔岩填平的低矮平原,地形平缓,陨石坑较少且地质年龄较轻,地壳较薄,因此理所当然选择北半球的乌托邦平原为着陆区。

天问一号着陆火星效果图。中国航天科技集团八院供图
天问一号着陆火星效果图。中国航天科技集团八院供图

  怎么落:“黑色九分钟”

  在选定着陆点后,如何成功降落火星是一大难题。专家表示,天问一号着陆巡视器要在约9分钟的时间里,将时速从约2万千米/小时降至0并实现软着陆,这一过程堪称“黑色九分钟”。

  天问一号整个降落过程大致分为进入——减速——软着陆三步,简称为EDL(Entry, Descent,Landing)。据中国航天科技集团五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯介绍,天问一号在进入火星大气层以后首先借助火星大气,进行气动减速,这个过程它克服了高温和姿态偏差。气动减速完成后,天问一号的下降速度也减掉90%左右。

  “紧接着天问一号打开降落伞进行伞系减速,当速度降至100m/s时,天问一号通过反推发动机进行减速,由大气减速阶段进入动力减速阶段。”王闯介绍,在距离火星表面100米时,天问一号进入悬停阶段,完成避障和缓速下降后,着陆巡视器在缓冲机构的保护下,抵达火星表面。

  值得一提的是,虽然此前中国已有月表着陆经验,但此次天问一号火星软着陆任务更加艰难。一方面火星表面存在大气(火星表面大气的密度是地球表面大气密度的1%左右),火星环境比月球更复杂;另一方面火星离地球距离更加遥远,通信时延单程达20分钟左右,因此在整个着陆过程,相距遥远的地球科学家们来不及做任何处置,只能靠天问一号自主完成这“黑色九分钟”。

天问一号着陆火星效果图。中国航天科技集团八院供图
天问一号着陆火星效果图。中国航天科技集团八院供图

  探什么:13个载荷持续发力

  成功着陆火星后,天问一号将对火星开展哪些科研探测?航天专家表示,天问一号探测器携带了13个科学载荷,其中7个在火星上空的环绕器上,6个分布在“祝融号”火星车上。

  这些科学载荷有着五大使命,主要涉及火星空间环境、地表形貌特征、土壤表层结构等研究,将给中国带来火星的第一手资料。其中,与气象有关的研究项目将收集有关温度、气压、风速和风向的大气数据,并研究火星的磁场和重力场,这些也将解答大众对火星的好奇。

  长期以来,人们最关心的是火星上是否存在生命,这成为当前火星探测的热门问题。专家分析,乌托邦平原很可能是火星远古海洋的所在地,而天问一号的着陆地点,位于古海洋和古陆地的交界处。1976年9月,美国“海盗二号”火星探测器也曾降落于此,并发回了霜冻现象的照片。

  最新的科学探测发现,在火星乌托邦平原距离地面1到10米的浅表底层下方有大量地下水冰存在,储水量相当于地球面积最大的淡水湖——苏必利尔湖。火星地下有水,是否意味着火星存在或存在过生命,是否意味着火星是地球人的未来?这些问题都有待天问一号在乌托邦平原这片神奇之地做进一步解答。(完)

【编辑:王祎】
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