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公共基础知识:火星探测

http://www.newdu.com 2020/9/12 中公事业单位考试网 佚名 参加讨论

    【导读】
    7月23日12时41分,长征五号遥四运载火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器,在中国文昌航天发射场点火升空。关于火星你了解吗,在此总结相关知识以助力广大考生备考。
    1.为什么去火星
    太阳系有八大行星,从内到外分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。金星已被证实是一个常年表面温度超过460摄氏度、大气压是地球海平面90余倍的恶劣高温高压环境,空气中弥漫着各类有毒硫化物,几乎没有价值探测开发。火星是太阳系中与地球最为相似、距离第二近的行星。火星早期大气环境与地球十分相似,并且有液态水痕迹,这为可能存在生命提供了有力证据。了解火星及其上生命的起源和演化,有助于人类进一步认识太阳系的形成和演化,并估算地球及地球生命的未来变化趋势。火星与地球的相似性令不少科学家认为,可将火星改造成适合人类居住的第二家园。
    2.火星概况
    火星质量是地球的11%,体积是地球的15%,重力是地球的38%。火星自转周期为24小时37分,公转周期约687天。火星的轨道是偏心率为0.09的椭圆,地球轨道则接近正圆。地火距离最近是当太阳、地球、火星三者排成一线的时候,这叫做“火星冲日”,距离最小值在0.6亿公里左右。地火距离最远是当地球和火星分居太阳两边排成一线的时候,最大值在4亿公里左右。从地球的视角来看,每隔大约780天才能和火星最接近一次,这个时间又叫做会合周期,大约是26个月,即火星探测的窗口期。
    3.火星探测难
    1960年,苏联向火星发射了火星1A号探测器,它是人类探测火星的开端。1964年,美国成功发射水手4号火星探测器,它是历史上首个成功到达火星的探测器。从1960年的火星1A 号到2018年的洞察号,人类共进行了45次火星探测任务,包括环绕、登陆、巡视任务,其中成功和部分成功22次,成功率仅有50%左右。那么,火星探测为什么这么难呢?
    探测器发射窗口少。每隔约26个月才有一次“火星探测窗口”。
    测控和数传面临的困难大。距离遥远,信号弱,需要更大口径的天线来接收微弱的信号。
    信号传输时延长。月球探测的单程通信为1.3秒左右,基本上可以达到实时通信。而火星探测的最远单程通信时间为22分钟,地面人员不能及时对探测器进行控制,因此对探测器的自主控制提出了更高的要求。
    抵达火星难。探测器抵达火星附近之后,需要被火星引力捕获才能环绕火星运行。而火星质量小、引力影响范围小,所以探测器在进行近火制动之后需要准确进入环火轨道,稍有偏差就有可能与火星擦肩而过或是在火星大气中焚毁。
    登陆火星是最难的。火星探测器登陆对于减速要求更高,我国的月球探测在距离月面15千米的高度开始减速,将速度从1.7千米/秒减速到0,而火星探测需要在100千米左右的高度从4.8千米/秒减速到0。火星探测器的信号从火星传到地球需要几十分钟,而探测器从运行轨道着陆到火星只需要7分钟,因此地面人员无法干预探测器的着陆过程,完全依靠探测器自身来控制选择。
    4.“天问一号”的任务
    “天问一号”将承载我国第一个火星探测任务,着陆在火星表面完成巡视探测,获取火星科学数据,一次性实现对火星“环绕、着陆、巡视”三大目标。
    火星探测器发射成功只是“万里长征第一步”,“天问一号”还要进入地火转移轨道,历经约7个月飞行进入火星轨道范围。之后,按照预订计划,“天问一号”将被火星引力俘获,在地面测控系统的支持下进入环火椭圆轨道,运行到选定的着陆窗口。
    第二步完成后,“天问一号”将减速落入火星大气层,进入所谓的“死亡7分钟”时间。由于火星距离地球太远,信号传输一个来回就需要十几分钟时间,而整个着陆时间仅仅7分钟,这意味着着陆过程不能由人工进行干预,而是由“天问一号”上自带的着陆程序完成。
    成功着陆后,火星车将从着陆平台上走到火星表面,开展探测作业,为期大约90多天。
    

(责任编辑:admin)


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