火星車 降落火星到底有多么困難?迄今為止,只有兩個國家做到了

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5月15日,祝融號成功著陸火星,這標志著“繞”、“落”任務成功,接下來就是“巡”的任務了。從世界范圍來看,第一次探測火星就實現“繞、落、巡”三個關鍵性的任務,只有中國。
有的人可能會覺得我在吹,在搞情懷,事實上,當你真正去查詢一些資料之后,你就不會這么說了。人類探索火星的確已經有60年了,自從1960年,人類首次嘗試發射火星探測器至今,世界各個航天大國進行了幾十次火星探測任務,成功率幾何?只有不到百分之五十。像前蘇聯/俄羅斯,我們都知道他是很有底蘊的航天老牌強國,對于火星探測,從前蘇聯時代開始進行過20余次火星探測任務,沒有一次任務完全成功過,最為成功的一次當屬蘇聯的火星3號,不過這個火星3號在著陸火星20秒之后就失去了聯系,至于它是否釋放成功火星車,就不知道了。
接下來說說這個歐空局,歐空局就是歐洲航天局,1975年5月30日成立,有22個成員國,所以這是一個多國合作的航天組織。法國、德國、英國都在其中,看起來應該很厲害了吧。歐空局在21世紀里挑戰了兩次火星探測任務,均失敗了,不是著陸失聯就是著陸失敗。
至于說其他國家的航天組織或機構,那就更不用談了,尚無一次著陸成功過。對于火星探測,發射一個環繞火星軌道運行的軌道器這并不是高難度,真正高難度的是著陸火星,因此即便強大的歐空局與前蘇聯/俄羅斯都沒有成功過。
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那么,著陸火星究竟難在哪些地方?
我們時常說道,通訊時延20多分鐘是一個難點,精準切入環繞火星軌道是一個難點等等,這里我說的是大家容易忽視的一個大難點,就是降落傘的問題。
我們知道,探測器在環繞火星軌道運行的時候,其速度已高達4.8公里每秒,當著陸成功之后,這個速度變為零公里每秒,這巨大的動能與勢能都要釋放出去,當然這些能量的百分之九十都需要依靠火星大氣層來消耗,雖然很稀薄,但也很有減速的作用。利用火星大氣層來減速至460米/秒(以天問一號著陸器為例),在這個速度的時候,著陸器會彈出降落傘,利用降落傘來減速。
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注意,這里的速度是460米/秒,這個速度就算放在地球上,也是超音速了,更不用說大氣稀薄的火星天空中了,由于火星大氣稀薄,那里的音速只有240米/秒,因此在460米/秒的時候打開降落傘就相當于在兩倍音速的情況下打開。
對于降落傘的要求,這需要在地面上做好實驗準備,獲得一系列的數據才行。降落傘成功打開與否,關系著火星探測任務的成敗,所以絕對不能小瞧降落傘,前蘇聯/俄羅斯、歐空局之所以沒能成功著陸火星,很可能就是因為降落傘的緣故。為什么這么說呢,請看下文分解:
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2020年本是地球人的火星探測嘉年華年,在此之前,打算要發射的有俄羅斯宇航局與歐空局聯合進行的ExoMars2020任務,美國的毅力號火星車、中國的天問一號、阿聯酋的希望號火星軌道器。截止到目前,毅力號、天問一號、希望號都已經成功了,就是遲遲沒有ExoMars2020的消息,為什么呢,因為他們已經偷偷改名了,改成了ExoMars 2022了,這沒什么大驚小怪的,ExoMars之后的4位數字已經改了好幾次了,外人已經習慣了。
至于為什么再次延期,在此之前,他們曾對降落傘進行高空測試,結果是失敗了,降落傘的設計有問題,除去降落傘的問題,還有軟件與硬件上的問題,總之就是還有問題沒解決,所以不得不推遲。
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超高音速的開傘測試是火星著陸探測任務中的一項重大難點,我國在準備天問一號任務時,利用天鷹6號探空火箭連續進行了4次降落傘的開傘測試,取得了全部成功。
現在你知道了吧,別小瞧降落傘,它可關乎著火星任務的成與敗呢,他們到現在為止還沒有攻克這個難題,為此,歐空局還曾找過NASA來幫忙解決降落傘的問題,至于NASA到底幫了多少忙,這就看看2022年,ExoMars到底能不能如約發射了。
現在應該知道,對于火星探測,誰才是真正的第一梯隊了吧!目前為止,只有美國與中國完全成功著陸火星,其他的都還沒有。

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