截至7月底,3个火星探测器已全部发射升空,顺利踏上奔火征途。其中,中国“天问一号”和美国“毅力号”计划着陆火星表面开展巡视探测任务。
在经过长途跋涉到达火星后,如何确保探测器安全减速,完好无损地着陆在火星表面是一个关键问题。
火星大气的密度只有地球的1%。探测器完成轨道姿态调整后,进入火星大气层。隔热舱与大气的摩擦使探测器大幅度减速,探测器再自动打开降落伞减速。后续步骤目前主要有以下3种:
“气囊弹跳式”
在降落伞减速接近地面时,隔热舱释放探测器,安全气囊充气包裹探测器,降落在火星并在火星表面滚动,降落精度低。
“反推着陆腿式”
降落伞减速后反推发动机点火,再次使探测器减速,着陆前进行自主悬停避障,较为精确地选择着陆地点。我国首次火星探测任务“天问一号”将采纳这种着陆方式。
“空中起重机式”
反推发动机点火实现悬停,用绳索将火星车送至地面。该种着陆方式较为复杂,精度高,着陆平稳。2012年在火星表面实现软着陆的“好奇号”火星车是至今质量最大的火星探测器,达960千克。奔火途中的“毅力号”火星车也将采用这种着陆方式。
未来方式
据了解,NASA正在积极研制新型火星着陆装置——“低密度超声速减速器”,将满足更大质量探测器的着陆减速要求。当探测器以大约3.5马赫的速度进入火星大气时,该装置能迅速充气,以增加表面积,进而增加空气阻力。后续,直径33米的巨型超声速环帆降落伞打开,帮助火星探测器安全着陆。
旅途漫漫,艰险重重,但是阻挡不了人类对宇宙星辰的向往,今年的火星探测窗口期迎来了新一轮的“火星热”。不同的任务,相同的使命。正如中国国家航天局局长张克俭所说:探索浩瀚宇宙是人类的共同梦想。让我们以“天问”的勇气,坚韧的“毅力”,奔向新的“希望”,为人类进一步了解火星乃至太阳系提供更多的支持与贡献。
(“中国探月工程”微信公号供稿)