火星 要想著陸火星,總共分幾步?
哈嘍,小伙伴兒們,
再過不久是我們天問一號著陸火星“大日子”,
前期“追番”追了這么久,
終于要到“親密接觸”的一天了,
想想是不是還有點小激動呢?
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【 火星|要想著陸火星,總共分幾步?】在這關鍵的時刻,
沒點兒知識儲備怎么能行?
今天我們就一起來學習,
天問一號著陸火星的幾個核心知識點吧,
敲黑板,漲姿勢啦!
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要想著陸火星,總共分幾步?
答案很簡單,三步
第一步是“進入”,
第二步是“下降”,
第三步是“著陸”。
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也就是傳說中的EDL過程,
E就是Entry,進入;
D就是Descent,下降;
L就是Landing,著陸。
目前全世界已進行的21次火星著陸任務中,
只有9次成功。
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之所以難度這么大,
是因為地球和火星之間距離遙遠,
無線電信號單程時延最長可達20分鐘左右,
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對于近地軌道航天器,
工程師們可以在地面實時監視、實時控制。
一旦出現緊急情況可以及時“搶救”,
而對于火星探測,航天器以什么姿態飛行,
什么時間點火、工作多長、什么時候關機,
出現問題如何處置,
都需要探測器“自行安排”。
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當然,最核心、最關鍵的是火星大氣影響。
地球上我們可以通過天氣預報知道,
明天是刮風、下雨、打雷還是晴天。
隨時精確測出大氣溫度、濕度、風速等。
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而在火星上,我們沒辦法預報天氣,
也不能準確知道火星即時的大氣密度、氣壓、風速等關鍵信息,
而這些參數卻直接影響著陸的成敗。
火星全球性的沙塵暴基本每年都有,
持續時間能達幾個月;
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火星大氣密度、大氣風場等,
隨季節、地理位置、著陸時間等變化。
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一頭扎進不可確知的大氣環境,
是一半以上著陸任務失敗的主要原因。
接下來我們就分別看看EDL三個過程中,
天問一號是怎樣闖關的吧,
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天問一號的EDL旅程,
從火星大氣上邊界(距火面約125km)開始,
總的來說,航天器進入擁有大氣層的天體時,
有以下幾種進入方式:彈道式、半彈道式(或稱彈道-升力式)、跳躍式、橢圓衰減式。
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所謂彈道式,就是航天器在大氣層中飛行時,
大氣來流方向沿著航天器的幾何對稱軸方向,
進行“正面剛”,
此時只有阻力沒有升力;
除此之外,對升力不加以控制也歸于此類。
這時的航天器就像子彈、炮彈一樣“直奔主題”
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這種方式最早見于導彈的彈道設計。
我國的返回式衛星,美蘇的第一代載人飛船,
都是采用此種方式返回地球。
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這是航天器最“樸素”的一種再入方式,
等于直接從太空“扔”進大氣層,
這種方式下,
航天器氣動總加熱量較小,
但是過載較大,
落點精度較差。
半彈道式屬于彈道式的升級2.0版,
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在此情況下,大氣來流方向沒有沿著航天器的幾何對稱軸方向,
氣體作用在航天器表面,不僅產生阻力,
也會產生升力。
有了升力的“扶助”,
航天器會按一條較為平緩的軌跡下降,
有效減少了過載,
同時,通過升力控制可以為航天器“定制”航向,
從而提高了落點精度,
但因為延長了飛行時間,總加熱量增大。
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