2020群雄逐鹿 探测火星再掀高潮
今年夏天的火星探测发射窗口中,美国、中国、阿联酋分别派出了自己的探测器。由于公转轨道的原因,一旦错过了本次发射窗口,火星探测任务就得再等26个月。
26个月一遇的机会
火星与太阳的距离大约是地球与太阳距离的1.5倍,公转周期则是地球的约1.9倍。这导致了地球与火星的距离在4亿多公里与5500万公里之间大幅波动。为了节约航天器宝贵的燃料,前往火星的探测器通常采用霍曼转移轨道,而使用该轨道的时机每26个月才出现一次。本次火星探测的发射窗口大约在2020年7月底到8月中旬期间,如果错过,就只能等到2022年秋季。
美国组装、日本发射的阿联酋探测器
阿联酋并非传统的航天强国,刚刚在2018年发射了该国历史上首枚人造卫星,但是其火星探测器却在7月20日清晨率先升空。近年来,阿联酋政府在航天领域投入重金,希望藉此来降低对石油产业的依赖,推动向高科技产业的经济转型。由于阿联酋航天工业基础较为薄弱,因此“希望号”火星探测器是由美国制造、并搭乘日本的H-2A火箭从日本发射升空。
承载阿联酋的“希望”
重约1.5吨的阿联酋“希望号”是整个中东地区的首枚火星探测器。如果一切顺利的话,它将在2021年2月切入环火星轨道,并且在此后两年时间内观测火星大气的温度和湿度,研究火星的气候。目前,只有俄罗斯、美国、欧盟以及印度成功进行过火星探测任务。
“萤火”熄灭 中国再发“天问”
2011年,中国的首枚火星探测器“萤火一号”曾随俄罗斯“天顶2SB”火箭发射升空,之后却因俄罗斯航天器未能成功变轨而宣告任务失败。时隔9年,中国火星计划卷土重来,取名自屈原长诗的“天问一号”探测器也比当年的“萤火一号”复杂得多:不仅将环绕火星飞行,还将在火星表面着陆一台探测车,研究火星地表之下的土壤。
新型火箭经受考验
“天问一号”7月23日搭乘长征五号火箭从海南文昌发射升空,顺利进入飞往火星的霍曼转移轨道。这也是新型大推力火箭长征五号改进后的连续第三次成功发射。按照计划,“天问一号”将在2021年2月切入环绕火星的轨道,并且最早在4月释放探测车着陆火星表面。中国希望以此次火星任务为敲门砖,并力争在2030年前后实现火星采样并返回地球之目标。
美国放飞火星直升机
除了阿联酋和中国,利用本次发射窗口探测火星的国家还有美国。精打细算的美国宇航总署(NASA)利用了2012年着陆的“好奇号”火星车的备用部件,组装了“毅力号”火星车(Perseverance)。不过,NASA的此次火星任务并非简单重复:“毅力号”将搭载不同的科研仪器,还将释放一架“独创号”火星直升机(Ingenuity)协助“毅力号”的科考工作。美国的探测器也将在2021年2月抵达火星。
欧盟俄罗斯再次错失窗口
2016年,欧盟与俄罗斯合作的ExoMars火星探测器成功抵达火星轨道,但是其携带的着陆器却在降落过程中发生故障,坠毁在火星表面。欧俄双方原计划在2018年发射新一代ExoMars火星车,但是因科研仪器开发滞后而延迟到2020年的发射窗口。今年三月,欧洲空间局与俄罗斯航天局再次宣布任务延期至2022年秋天,原因则是探测器的软件以及降落伞依然存在缺陷。