着陆巡视器 环绕器
整理|王 煜 绘图、制图|刘绮黎
“天问一号”已经踏上飞往火星的旅途。它身怀怎样的绝技,以致吸引了全世界关注的目光?在接下来的时间里,它要经历怎样的考验、完成哪些任务?
“天问一号” 任务难点
飞行时间长:此次地火飞行路径超过4 亿公里,时间长达7 个月。
面临环境差:通信时延大,当地球与探测器相距最远时,单向通信延时将达到22 分钟;同时,因为空间信号衰减,探测器收发的信号非常微弱。
控制要求高:由于通信的时延和长期日凌中断,探测器需要具备很强的自主姿态控制能力才能确保安全。
空间动作繁:“天问一号” 的环绕器不仅在不同阶段扮演不同角色,在扮演同一角色时还要同步完成多项操作,动作复杂意味着更多的不确定性。
“天问一号” 参数
由一个轨道器和一个着陆巡视器组成,总重约5 吨,共携带13 台科学载荷。
环绕器上7 台——中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪。巡视器上6台——多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、地形相机。
“天问一号” 的旅程
01. 长征五号运载火箭,搭载火星探测器发射升空。
02. 探测器在器件分离后,经过7 个月巡航飞行被火星捕获。
03. 环绕器围绕火星飞行后,要与着陆巡视器分离,进入任务使命轨道,开展对火星全球环绕探测。
04. 着陆巡视器与环绕器分离后,进入火星大气。
1 气动减速,将速度从4800 米/ 秒减至460 米/ 秒。
2 打开降落伞,将速度从460 米/ 秒减至95 米/ 秒。
3 动力减速,探测器的反推发动机点火,将速度减至3.6米/ 秒,在100 米高度悬停避障。
4 最后从3-4 米高处自由落地,依靠着陆缓冲机构吸收势能,减少冲击,安全着陆。
05. 火星车驶离着陆平台,开始火星表面巡视探测。
“天问一号”探测火星的五大目标
01
火星外貌与地质构造特征
02
表面特征与水冰的分布
03
火星表面物质组成
04
火星大气的电离层以及火星表面气候环境的特征
05
火星的物理场与内部结构