神八和天宮在太空成功交會對接,中國從此踏入空間站的門檻。而螢火一號的升空,則將中國送入火星時代。
據(jù)中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心的消息,我國首枚火星探測器螢火一號,已成功運達哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場,將和俄羅斯火星探測器“福布斯—土壤”號一道由俄羅斯火箭發(fā)射升空。俄羅斯航天署官方網(wǎng)站消息則透露,發(fā)射定于當(dāng)?shù)貢r間今天凌晨進行。
航天專家昨天接受晨報記者采訪時表示,螢火一號的主要任務(wù)是探測火星的空間環(huán)境。
我國首個火星探測器螢火一號個頭雖小,卻創(chuàng)造了多項國內(nèi)第一 (3sNews 配圖)
探測火星可了解地球未來
人類對于火星的認識,更多的還是來自于科幻小說。火星探測器,則能將火星的真實面目帶到人類面前。昨天下午,航天專家、《國際太空》雜志執(zhí)行主編龐之浩在接受晨報記者專訪時表示,如果說嫦娥一號走出了我國探測深空的第一步,螢火一號則開啟了我國行星探測的大門。“對火星的探測意義重大。”龐之浩說,在太陽系八大行星中,金星是地球的過去,火星則是地球的未來。對金星和火星的探測、研究,對于研究地球的起源、演變具有非常重要的意義。“假如人類未來不得不離開地球,尋找第二個家園,火星將是優(yōu)先考慮的一個星球。”龐之浩解釋說,火星的環(huán)境和地球最接近,“火星也像地球一樣有大氣層籠罩,而且由于火星自轉(zhuǎn)軸傾斜角與地球相似,火星上也有冬去春回,寒來暑往。”
中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任、螢火一號工程應(yīng)用首席科學(xué)家吳季也告訴記者,在太陽系中,地球目前是人類唯一的家園,但這種情況絕非一成不變。歷史上,地球就曾出現(xiàn)過像現(xiàn)在的火星一樣異常寒冷的時期。火星的地質(zhì)環(huán)境和很多基本參數(shù)都與地球接近,未來地球會不會變得太熱,以至于海水都蒸發(fā)掉,成為第二顆火星?這些問題只有通過探測火星等行星的歷史和現(xiàn)狀才能得到準(zhǔn)確的答案。
將探測火星空間環(huán)境
根據(jù)中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心提供的數(shù)據(jù),中國首枚火星探測器螢火一號其實是一顆微小衛(wèi)星,長、寬約75厘米,高60厘米,兩側(cè)的太陽帆板展開長近8米,重量只有110公斤,設(shè)計壽命為2年。“別看它身材小,本領(lǐng)卻很強。”龐之浩告訴記者,螢火一號此番奔赴火星,主要是為了探測火星的空間環(huán)境。
據(jù)龐之浩介紹,人類目前已經(jīng)向火星發(fā)射了三十多枚探測器,其中約一半進入了火星軌道。迄今為止,人類對火星高層大氣和電離層的了解十分有限。“以往美國和歐洲發(fā)射的火星探測器或者火星車,都是為了探測火星地表或表面的物理和化學(xué)性質(zhì),比如是否有水,是否有生命,包括氣候特點等,但火星的空間環(huán)境方面,目前還是個探測空白點。螢火一號將能填補這方面的空白。”
龐之浩進一步解釋說,火星的空間環(huán)境具體包括四個方面,火星的空間磁場、火星大氣離子逃逸率、火星的地形地貌和沙塵暴以及火星的重力場。“這些環(huán)境因素,都將對未來人類登陸火星帶來影響。”龐之浩介紹說,比如磁場,火星沒有像地球一樣的磁場,太陽爆發(fā)的時候,會有大量的高能離子對火星表面產(chǎn)生影響,會對登陸火星的人類產(chǎn)生巨大威脅。
和螢火一號一同飛向火星的俄羅斯“福布斯-土壤”探測器,則將圍繞火星飛行數(shù)月對其進行遙感探測,然后在返回地球前降落在“火衛(wèi)一”(火星的兩顆衛(wèi)星中較大,也是離火星較近的一顆)表面,并將約100克的土壤樣本帶回地球。“人類至今還沒能夠從火星上取樣回地球,如果能夠從火星的衛(wèi)星上取樣回來,仍然是非常了不起的。”龐之浩說。
正制訂自主火星探測計劃
11月4日,中國志愿者王躍和來自其他國家的5名同伴,在莫斯科走出模擬飛船,結(jié)束了為期520天的模擬火星之旅。
此番螢火一號的升空,是繼“火星-500”項目之后,中俄之間的第二個和火星探測有關(guān)的合作項目。“這兩個項目都是在為未來登陸火星做準(zhǔn)備。”龐之浩告訴記者,螢火一號是為了搜集火星空間環(huán)境數(shù)據(jù);火星-500項目則是為了模擬長時期太空飛行,探索長期太空之旅對人類生理和心理帶來的影響。
龐之浩還告訴記者,中國的火星探測剛剛起步,采用的是與俄羅斯合作的“借船出海”模式。這次由俄羅斯火箭發(fā)射升空的,除了我國的螢火一號和俄羅斯“福布斯-土壤”外,還有美國和芬蘭的火星探測器。
螢火一號工程應(yīng)用首席科學(xué)家吳季此前透露,俄羅斯科學(xué)院再次實施火星探測計劃后,火箭留有一定的運載余量,于是主動邀請中國參加該計劃并搭載一個微小衛(wèi)星。“對于中國來說,在還沒有建立起真正的深空測控網(wǎng)之前,借用俄羅斯的飛船一同飛往火星并開展聯(lián)合探測,可以大大地將我國科學(xué)家利用自主的探測數(shù)據(jù)深入開展對火星研究的時間提前。”
據(jù)龐之浩介紹,我國目前正在積極制訂完全自主火星探測計劃,中國科學(xué)家和航天專家計劃在2013年發(fā)射完全獨立自主的火星探測器。
“如果成功,中國就將在2年后成為繼美國、俄羅斯和歐洲之后第四個具備獨立探測火星能力的國家或地區(qū)。”龐之浩表示,要做到這一步,需要攻克一系列技術(shù),比如研制大推力火箭,把探測器發(fā)射到第二宇宙速度,才能進入火星軌道。
[專家解析]
火星之旅面臨3大挑戰(zhàn)
第一,距離遙遠。地球和火星之間最近也有5000多萬公里,最遠甚至有近4億公里。因此,遠距離會帶來通訊和測控的困難。另外,我國目前還沒有覆蓋全球的深空探測網(wǎng),只能依靠俄羅斯和歐洲空間局的地面站幫忙分時段接收信號。
第二,將面臨長期處于火星陰影的挑戰(zhàn)。火星陰影時間會長達8.8個小時,一方面探測器得不到太陽光的能量,還得“忍受”零下200攝氏度低溫考驗,防止“凍死”。
第三,三個姿態(tài)的控制。探測火星,拍攝儀器要對準(zhǔn)火星;同時要往地球傳送數(shù)據(jù),就要對地球定向;其能量來自太陽,太陽能帆板則要隨時對準(zhǔn)太陽。三個定向姿態(tài)控制,對螢火一號來說是不小的難關(guān)。
航天專家、《國際太空》雜志執(zhí)行主編 龐之浩 (楊育才)
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