月球 祝融号登陆的9分钟被称作“恐怖9分钟”,中国航天太了不起了
2021年5月15日是一个伟大的日子。在这一天,我们中国人首次将属于我们自己的文明带到了火星,这是全球首次有一个国家在第一次探索火星的时候就完成了登陆火星的壮举。火星在八大行星中,是和地球最相似的一颗行星,通过对于火星的研究,我们可以知道地球的过去是什么样的,未来将通向何方。同时火星也是最有可能被我们地球人移民的一个星球。因此研究火星不仅具有科学意义,还具有战略意义。
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探测火星的信息是一件很困难的事情,因为火星离地球太远了!由于地球和火星都在绕着太阳旋转,因此火星和地球的距离并不是固定的。火星离地球最近的距离有5500万公里,最远可达4亿公里。5500万公里是什么概念呢?如果乘坐飞机去火星,大概需要6年多时间才能到达。对于这么遥远的一个地方进行观测很不容易。
人类历史上发展了4种观测方法。最早的方法是在远离火星的地球附近通过望远镜等技术远眺,这种方法技术难度小,但是由于观测的距离太遥远,因此得到的信息很有限。后来发展的方法有发射一颗卫星围着火星转,通过卫星采集火星的信息。这种“环绕”的方法可以在离火星很近的地方观察,但这种方法毕竟只是“看得见”,却“摸不着”。如果能够“摸”到火星,那么我们就能更进一步地了解火星。所以后来发展成了在火星上“着陆”,这样就能观测登陆点的地质信息。但人类对于只能观测登陆点的信息还不满足,我们还希望到火星上到处转一转。因此后来就发展出了火星车,火星车可以在火星上“巡视”,在不同地方研究火星。绝大多数国家的火星探测计划,都是按照环绕-着陆-巡视的步骤一步一步来,因为这三个步骤的技术难度依次加大。但是我们中国却史无前例地一次完成了这三个步骤,这是在人类历史上是非常了不起的成就!
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【 月球|祝融号登陆的9分钟被称作“恐怖9分钟”,中国航天太了不起了】为了这次登陆成功,我们探测器做了非常充分的准备。大家观察到了,我们的天问一号到达火星轨道后,没有立即着陆,而是等了三个月才着陆,这就是在为登陆做准备。这毕竟是我国第一次探测火星,对于火星的地表结构、气象状况等等都不了解,所以这三个月中,我们的天问一号对于火星做了一个全方面的“体检”,在充分了解了火星状况后才逐渐着陆。
着陆的过程大概只用了9分钟时间,但千万别小看这9分钟,因为这9分钟是探测器最危险的时候,绝大多数的探测任务的失败都是在这几分钟内,因此这9分钟也叫做“恐怖9分钟”。为什么着陆过程这么危险呢?我们国家的卫星回收技术不是很成熟吗?我们的飞船不是在地球上降落、月球上登陆都成功完成了吗?火星登陆到底难在什么地方呢?
火星上登陆和地球上降落还真不一样。在地球上降落的时候,由于地球有浓密的大气层,所以大气层可以对飞行器起到缓冲的作用。但是火星的大气层密度只有地球的1%,很难通过大气层对探测器减速。那有人会说,月球上不也没有大气嘛。的确,月球上没有大气层,但是月球很小啊,所以月球上的引力要远远小于火星。探测器登陆月球的时候,引力的作用要小很多,探测器的速度也要小很多。
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除此之外,由于火星距离地球实在太远了,所以地球在与火星通讯的时候会有十几二十分钟的延迟,这就意味着地球向探测器发射一个信号,探测器要十几分钟后才能接收到。因此在这登陆的9分钟里,我们是不可能操控探测器的。探测器登陆是一个全自动登陆的过程,如果有未预料到的突发状况,探测器很难自主处理。对于这些航天工作人员来说,他们也是在探测器登陆成功后的十几分钟才能知道探测器登陆的过程,而登陆过程中,他们也是两眼一摸瞎。
那么祝融号具体是怎么登陆的呢?首先,祝融号在登陆器的保护下以5公里每秒的速度进入大气,这一速度是飞机速度的18倍,虽然火星的大气很稀薄,但在这个速度下仍然会和我们的探测器摩擦产生出几千度的高温,这个温度可以把大多数金属熔化。在火星上空10公里左右的地方,探测器的速度已经由5公里每秒下降到了几百米每秒,此时它的降落伞就会打开。在降落伞的减速下,探测器的速度会降到100米每秒以内。此时降落伞脱落,探测器底下开始喷火,形成一个反冲火箭,通过这种类似火箭发射的方式进行减速。最后到了离地面还有几米的时候,火箭就不再工作,完全依靠缓冲器减震着陆了。这么一系列复杂的工作,全靠探测器自主完成,任何一个小细节的失败都会导致任务整体的失败,这次登陆的技术难度也就可见一斑了。
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