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成果着陆!火星:欢迎中国

极市平台  · 公众号  ·  · 2021-05-15 22:04

正文

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作者丨金磊 博雯 鱼羊
来源丨量子位
编辑丨极市平台

极市导读

我国首次火星探测任务着陆火星圆满成功! >> 加入极市CV技术交流群,走在计算机视觉的最前沿

飞行近 10个月 ,熬过恐怖 9分钟

刚刚, “祝融号” 火星车,成功 着陆火星

至此,中国成为 世界上第三个 ,成功着陆火星的国家。

央视新闻官方微博对此点评道:

历史一刻!

恐怖9分钟,“天问一号”成功着陆火星

火星大气稀薄,地形复杂,要想着陆于此,风险可谓是极高。

到目前为止,人类进行的火星探测任务,成功率仅为50%。

而大部分失败的原因,均是在 着陆阶段

“恐怖9分钟” ,这也是此次“天问一号”着陆巡视器所经历的过程。

据央视新闻报道,第一个“恐怖”,来源于 距离

由于地球和火星距离过于遥远, 通讯时延 是一个重要的问题。

毕竟着陆需要9分钟,但通讯时延却是它的2倍,达到了 18分钟

也就是说,地面发出一条指令,“天问一号”要在18分钟后才能收到。

航天科技集团五院相关负责人表示:

整个过程是全自主、不可逆的,而且地面是无法干预的。

需由探测器自主进行决策。

第二个恐怖之处,是整个着陆过程 极其复杂 环环相扣

换言之,任何一个环节出了问题就会导致着陆的失败。

因此,第一个需要解决的问题,就是得让高速飞行的“天问一号” 减速

而这个减速过程,大致分为 三步

  • 气动减速

  • 降落伞减速

  • 动力减速

气动减速阶段,是从“天问一号”着陆巡视器进入火星大气层开始。

这时候的着陆巡视器被包裹在进入舱内,飞行速度达到了 4.8公里/秒 ,需要用火星大气的阻力来进行减速。

但也正如刚才提到的,火星大气密度稀薄,只有地球1/100,减速效果可想而知。

而通过与火星大气的摩擦,可以让进入舱的速度降到 460米/秒 左右。

接下来的一个阶段,降落伞从进入舱的背部弹出,进入 降落伞减速 阶段。

虽然经过第一阶段的减速,但进入舱仍旧处于超音速状态,因此如何让降落伞打开,还要保持一个稳定的状态,成了另外一个恐怖的点:

降落伞受到前体的尾流影响非常之大,会产生比较剧烈的震荡 (喘震) ,因此对降落伞的气动性能、稳定性能、强度有要较高的要求。

当“天问一号”的速度降至每秒95米/秒的时候,降落伞的使命也随即完成。

而后,便进入了 动力减速 的阶段。

此时,进入舱的大底和降落伞先后被抛掉,着陆巡视器的大推力发动机开始工作。

随着与火星地表距离越来越近,巡视器会先进入一个“悬停”阶段,快速激光三维成像、自主寻找安全着陆地点。

最后,选择好着陆地点后,着陆巡视器经过着陆缓冲,四条着陆腿便稳稳降落在了火星。

央视对此点评道:

整个着陆过程时间短暂、流程复杂,天问一号正是经受住了每一个挑战,实现了着陆火星任务的圆满成功。

据了解,“祝融号”火星车预计将在火星表面工作约三个月。

而天问一号环绕器将为火星表面探测和地球的通信担当中继卫星、传送信号。

等到火星车工作计划结束后,环绕器还将进行长达两年的深度探测工作。

我国火星探测任务经历

其实,我国早在2011年11月就往火星送出了第一个火星探测器,萤火一号。

只不过当时囿于深空通讯能力和火星探测经验,加之经费有限,萤火一号是搭了俄罗斯的便车,跟着福波斯·土壤号 (Phobos-Ground) 一起发射的。

但最终在第二次变轨时失败,两个组合共13吨的大家伙最后连个渣渣都没找到……

2016年1月11日,首次火星探测任务被正式批复。

同年4月22日,国家航天局宣布中国火星探任务正式立项,并提出了主要目标为实现绕火探测和着陆巡视。

并且,由于火星每26个月才接近地球一次,所以火星探测器的发射窗口有限。最终,发射希望被放到了2020年。

2020年4月24日,中国行星探测任务被命名为 天问系列 ,首次火星任务被命名为 天问一号

而到了同年的7月23日,长征五号遥四运载火箭托举着“天问一号”探测器,在海南岛的中国文昌航天发射场点火,于12时41分成功升空。

这一刻,身在中国的地球人们奔走相告,喜不自胜:

时间来到了2021年,在经历了面向全网的征名之后,4月24日,中国首辆火星车命名为 祝融号







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