祝融号,火星的新来客

作者:苗千

祝融号,火星的新来客02020年7月,三架火箭承载着三个国家探测火星的梦想先后升空。在飞行了6个月之后,这三个火星探测器——阿联酋的“希望号”、中国的“天问一号”和美国的“毅力号”分别到达火星轨道。“希望号”开始执行它的既定任务,在火星轨道上对火星进行科学研究;“毅力号”在2021年2月19日成功登陆火星表面;中国的“天问一号”首先在火星轨道上进行了一系列的科学探测,之后也开始准备让自己携带的火星车进行火星探测最危险的一段旅程——从火星轨道上登陆火星表面。

相比之下,中国的深空探测经验并不算丰富。但中国的天问一号任务,却是人类第一个包含环绕器、登陆器和火星车的火星探测任务。2021年4月24日,在中国航天日主会场,国家航天局正式公布了中国第一辆火星车的名称——“祝融号”。祝融是中国神话中的火神,《礼记》中写道:“孟夏之月,其帝炎帝,其神祝融。”以中国古典神话中的名字为火星车命名,延续了其为中国太空探测器命名的传统。

此时的火星表面上,已经有了一些来自地球的物体,包括一些从天而降,但是因为发生意外没能顺利登陆火星的探测器的残骸,以及火星3号(Mars 3)探测器:1971年12月2日,苏联发射的火星3号探测器首次实现了在火星表面的软着陆,但是从火星表面发回了14.5秒的信号之后就失去了联系。除此之外,还有几个已经完成任务的火星车和工作站,以及正在火星表面进行科学探测的“好奇号”(Curiosity)、“毅力号”(Perseverance)和“洞察号”(InSight)火星探测器。

火星可以说是太阳系内最难以登陆的天体之一。因为火星表面的引力相对较小(大约相当于地球的三分之一),又有无法被忽视的大气层(表面密度大约为地球的百分之一),对于任何想要登陆的探测器来说都要经历重重危险。而且因为火星距离地球遥远,在所处的位置想要与地球进行通信需要10分钟以上的时间,而探测器最为关键的下降登陆过程总共只有7分钟左右,地球无法对其进行临场指挥,只能任其根据之前的设计自行降落,因此国际上把这个关键过程称为“恐怖7分钟”。

在离开地球将近10个月之后,从距离地球3.2亿公里的火星轨道开始,祝融号终于迎来了属于自己的“恐怖7分钟”。在整个登陆过程中,祝融号需要完成一系列复杂的操作才能保证自身的安全,而要完成每项操作都只有一次机会。北京时间5月15日4时左右,祝融号从距离火星表面125公里的位置进入了火星大气层,最初的速度达到了4.8公里/秒。这样的高速会产生大量的热量,祝融号依靠着防热罩对其进行有效的保护。

在接近火星表面时,祝融号释放出一个巨大的降落伞进行减速,紧接着使用一个反向的火箭助推器进行制动。在距离火星表面100米的上空,祝融号开始盘旋,利用一个雷达系统对火星表面情况进行勘测,以避开一些障碍物。在成功登陆火星17分钟之后,祝融号打开了自己的太阳能面板,然后向地球发出了信号。地球终于在北京时间5月15日8时20分左右得到了来自火星的确认消息——祝融号成功登陆火星!

祝融号登陆的位置,位于火星表面最大的平原——北半球的乌托邦平原(Utopia Planitia)。它是一个宽阔且平坦的平原,大约在几十亿年前由一个外来物体撞击形成。在远古时代,这里可能曾经是一片海洋。现在的乌托邦平原表面,大多是一些火山喷发出来的物质,这个位置也适合人类宇航员在未来登陆火星。

祝融号将在那里进行一系列的科学探测。根据天体化学与地球化学家、中国科学院院士欧阳自远介绍,中国此次的火星探测任务总共携带了13种科学仪器,其中祝融号火星车自身携带了包括多光谱相机、透地雷达等6种仪器,它将要探测火星地下土壤的分布、成分,以及地下水的分布。祝融号还携带了一个气象站,用以记录火星的气候变化。按照计划,拥有6个轮子、依靠太阳能运行的祝融号火星车在火星表面要工作至少3个月的时间。但是根据它的设计,完全有可能像其他火星车一样,持续工作几年时间。

祝融号成功登陆火星,使中国成为继苏联和美国之后,第三个成功在火星表面实现软着陆的国家,这极大地增强了中国人探索宇宙的勇气和信心。在未来,必定还会有更多的中国探测器到达火星,寻找火星生命可能留下的痕迹,并且把从火星上得到的样本送回地球。在人类探索太阳系天体的过程中,中国科学家将承担起越来越重要的责任。

(本文写作参考了相关媒体的报道) 火星大气火星一号火星火星探测祝融