中國天問一號火星探測器于15日成功在火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)著陸,火星上首次留下中國人的印跡。美國有線電視新聞網(wǎng)15日稱,中國由此成為全球第二個能在火星表面展開科研探測的國家。但也有部分西方媒體稱“中國不過是重復了美國多年前就完成的事而已”。在火星探測領(lǐng)域,中美技術(shù)有何不同?《環(huán)球時報》記者16日就此采訪了多名航天專家。
傳統(tǒng)著陸方式不代表落后
在15日的降落過程中,天問一號自主完成了難度非常大的“驚魂9分鐘”:它首先借助火星大氣進行氣動減速,克服超高速摩擦產(chǎn)生的高溫、氣動帶來的姿態(tài)偏差等挑戰(zhàn),將每小時約2萬公里的下降速度減掉90%左右;緊接著,天問一號打開降落傘,進行傘系減速,當速度降至每秒100米時再通過反推發(fā)動機減速,進入動力減速階段。距離火星表面100米時,天問一號進入懸停階段,精準避障、緩速下降后,著陸巡視器在緩沖機構(gòu)和氣囊的保護下穩(wěn)穩(wěn)降落在火星表面。
《航空知識》主編王亞男16日對《環(huán)球時報》記者表示,美國在火星探測領(lǐng)域成功次數(shù)非常多,降落模式更是花樣繁多:氣囊彈跳方式、反推發(fā)動機減速方式和看上去最令人匪夷所思的“天空起重機”方式。
他表示,中國天問一號采用反推發(fā)動機減速方式并不代表落后,而是根據(jù)火星車的實際需求制定的降落方法。例如采用“天空起重機”的美國“毅力”號火星車重量超過1噸,如果用傳統(tǒng)的著陸方式,著陸器需要很強大的支撐結(jié)構(gòu),將導致探測器非常笨重。而天問一號搭載的祝融號火星車重量只有240公斤,雖然它的著陸方式看起來傳統(tǒng),卻是經(jīng)過驗證的成熟技術(shù)?!拔覀冊谔皆氯蝿諘r不止一次地實踐過,所以在登陸火星時使用該技術(shù)無疑是最可靠的。中國首次登陸火星,確保任務的圓滿成功是目的所在。”
空氣動力學家、航天技術(shù)專家黃志澄16日接受《環(huán)球時報》記者采訪時也表示,具體采用什么降落方式,取決于火星車的重量和使命。例如“天空起重機”也無法滿足未來火星載人著陸器需求,后者重量可能達到13噸以上,因此屆時美國還需要發(fā)展新的技術(shù)。
缺乏一手核心數(shù)據(jù)
王亞男表示,美國在之前多次的火星探測任務中,積累了豐富的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗,這種優(yōu)勢是中國首次火星探測任務無法相比的。航天科技集團五院總體設(shè)計部火星巡視器總體主任設(shè)計師陳百超坦承,“我國首次實施火星探測任務,沒有火星環(huán)境特別是大氣等參數(shù)的一手數(shù)據(jù),相當于在一個完全未知的環(huán)境步步摸索,難度可想而知?!?/p>
缺乏一手核心數(shù)據(jù)也是天問一號為何在火星軌道上停留3個月才降落的重要原因之一。目前美國航空航天局(NASA)在火星軌道運行有“火星勘測軌道飛行器”“火星大氣與揮發(fā)演化”探測器和“火星奧德賽”號等多個探測器,它們不僅提供了火星環(huán)境的大量數(shù)據(jù),而且還可為“毅力”號火星車提供中繼通信服務,使后者可以安心地直接降落在火星表面。
中國天問一號就沒這么好的條件,由于美國禁止NASA與中國展開航天合作,天問一號必須預先借助自身攜帶的高分辨率相機,選擇好合適的區(qū)域才能降落。此外,在火星軌道上分離的天問一號環(huán)繞器還將“一機多用”:它先作為飛行器,將著陸巡視器送至火星著陸軌道,然后作為通信器,建立與地球之間的中繼通信鏈路,未來還要作為探測器對火星進行科學探測。
探測任務難度有差別
專家普遍承認,美國“毅力”號火星車的探測任務比中國天問一號的難度更高。黃志澄表示,“毅力”號上搭載的儀器主要是用于探索火星上是否存在生命,目標是為載人登火星做準備。而中國主要是關(guān)注火星土壤和環(huán)境,雙方在探測技術(shù)上也有差距。
王亞男表示,“毅力”號攜帶的火星直升機首次在地球以外的大氣中飛行,意義非常重大。其次,“毅力”號還首次以火星大氣中的二氧化碳為原料,直接通過高溫電解的方式生成一氧化碳和氧氣,這意味著人類在技術(shù)上有可能以火星大氣為原料直接制取呼吸所需要的氧氣。他認為,“在火星探測領(lǐng)域,中國還是初次到訪者?,F(xiàn)在進行的包括對于火星表面的巖石成分、土壤、地質(zhì)和大氣構(gòu)成等基礎(chǔ)研究,是探測火星必須要做的必修課。而美國已經(jīng)是屢次到火星‘串門’的行家,因此在火星上工作內(nèi)容肯定比中國要深入和豐富?!钡麖娬{(diào),總體而言,中美在火星探測技術(shù)的差距正在縮小。
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