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天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)

2023-11-22 本站作者 【 字体:

中国的火星探测项目“田文一号”即将发射。与以往不同的是,田文一号要同时完成三项任务:火星环绕、着陆和火星表面探测。

在此之前,从来没有一个国家能够同时完成这三个项目。如果中国的田文一号项目能够成功,它将刷新人类探索行星的历史。

为了更好地了解中国的田文一号项目,让我们从田文一号的发射说起。

天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)(图1)

田文一号发射日期田文一号的名字来源于屈原的长诗《田文》,寓意:真理之路漫漫,科技创新追求永无止境。

大家有没有注意到,最近几天阿联酋、美国、中国都有发射火星探测器的计划,好像是在赶进度,大家都在关注最近一段时间。

之所以会这样,是因为最近这段时间属于发射火星探测器的窗口期。我们知道,火星和地球虽然都是太阳系的行星,但是它们都有自己的轨道,运行到不同的轨道时,它们之间的距离也是不同的。

天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)(图2)

火星与地球的最远距离达到4亿多公里,最近只有5500万公里。当火星最接近地球时,这种天文现象也被称为“火星冲向太阳”。

火星不是每年都遮住太阳,而是每26个月遮住一次。但是,现在还不是人们发射火星的* * *时期。这是因为虽然此时的距离最近,但火星探测器此时无法借力,消耗的燃料更多。

天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)(图3)

因此,人们通常选择在火星撞击日期前两三个月左右发射探测器。此时,火星探测器可以沿着霍曼轨道飞往火星。虽然它需要更多的时间和更远的轨道,但它消耗的燃料更少。

天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)(图4)

所以今年10月份火星会撞日,但阿联酋、美国、中国都选择在7月份左右发射火星探测器。

中国酒泉有火箭发射基地,但今年我们选择了海南文昌火箭发射基地,而不是酒泉。之所以选择这个地方,其实很有意义。

首先,由于地球的自转和自转轴的存在,地球不同部分在单位时间内走过的距离不同,也就是线速度不同。

其中,越靠近赤道,线速度越大,所以有坐在地上,一天行八万里的说法;越靠近极地,线速度越小。

天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)(图5)

为了节省更多的燃料,火星探测器自然会使用地球赤道的线速度,因为线速度越大,对发射架的推力就越大,相当于把火星发射架扔出去“和”。

田文一号的发射方向是向东,因为地球是从西向东转的,向东发射可以借助地球自转节省燃料。

天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)(图6)

火星探测任务中国田文一号有三大探测任务:绕火星飞行、着陆和探测。以前没有一个国家敢把这三个放在一起,因为这三个任务每个都很难,稍有不慎就会导致探索计划的失败。

第一个是环绕火星。绕火星飞行的难度主要在于人类无法控制。这是因为火星距离地球非常遥远,人类发射的火星探测器向地球传输信号至少需要22.3分钟。

当人类接收到信号并将其传输到火星探测器时,还需要22.3分钟,这意味着一个简单的指令至少需要44.6分钟才能被传输和接受。

所以当火星探测器接近火星时,只能依靠预设的程序减速。在紧急情况下或数据不准确的情况下,火星探测器可能无法被火星引力捕获,它将无法绕火星旋转。

天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)(图7)

我们知道,火星到地球的最短距离达到了5500万公里,火星探测器飞了这么长时间,难免会发生意外。一旦速度与原始数据不准确,就可能导致勘探计划的失败。

所以环绕火星飞行是田文1号面临的第一个问题。

田文一号面临的第二大挑战是着陆。在过去,火星探测器需要7分钟才能在火星表面着陆,这7分钟被称为“恐怖7分钟”,因为火星上的大气非常不适合着陆。

同样,在这七分钟里,远离地球的人类也无法控制。由于信号延迟,在这七分钟内,无论火星探测器发生什么事情,都只能靠自己解决,所以大部分火星探测车在这个阶段都出现了故障。

田文一号面临的第三大挑战是探测。火星探测器应该选择一个适合着陆的地方。这是因为火星探测器的能源是太阳能。如果到达太阳照射不到的地方,火星探测器就不起作用。

天问一号在哪里发射(天问一号火箭发射地点与时间)(图8)

虽然这三个挑战在文字上并不是特别难,但实际上人类历史上已经发射了40多个火星探测器,但只有8个成功着陆并正常工作。从概率上可以看出探测火星的难度有多大。

中国这次发射的田文一号要一次性攻克三大难题,可想而知挑战有多大。

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