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天问一号进入火星轨道!一次性完成绕落巡!真的可以赶超美俄吗?充电器的原理是什么?

作者:五金加工
文章来源:本站

  

天问一号进入火星轨道!一次性完成绕落巡!真的可以赶超美俄吗?充电器的原理是什么?

  

天问一号进入火星轨道!一次性完成绕落巡!真的可以赶超美俄吗?充电器的原理是什么?

  

天问一号进入火星轨道!一次性完成绕落巡!真的可以赶超美俄吗?充电器的原理是什么?

  肯定超过俄罗斯啊,俄罗斯比印度还废。

  先别急着喷,印度就只过一个火星探测器——曼加里安,穷丑搓归穷丑搓,去年七月份还在往地球传照片,存活至今(不乱说,图1,ISRO印度航天局)。俄罗斯建国至今一共就发两个火星探测器"火星96"和"福布斯—土壤",这两个连地球近地轨道都没出去(图2)。是不是比印度还废?

  天问光是成功入轨就已经超过俄罗斯了

  拉上苏联还差不多。但苏联的成绩也不太好看,19次探火全部失败,最好的是成绩是着陆存活20秒。

  天问一号现在刚完成入轨,如果能成功着陆并且存活20秒那就是妥妥的世界第二啦。

  超过美国暂时先不提吧。持续56年近30次的火星任务岂是那么好超的,一口气吃不成大胖子。

  天问一号进入火星轨道,一次性完成绕落巡,真的可以赶超美俄吗?赶超美国不存在,赶超俄罗斯已经实现。虽然,苏联是第一个探测火星的国家,第一个成功进行探测器火星软着陆的国家,但是,解体后的俄罗斯在火星探测方面毫无建树。毫不夸张的说,在“天问一号”进入环火星轨道的时候,已经实现了对俄罗斯的赶超。

  在火星探测方面,美国的领先优势还很明年,在上世纪七十年代,美国已经开始大规模开展探火工程。这些年来,美国的火星漫游车“机遇号”、“好奇号”、“勇气号”等,已经对火星进行了比较全面的探测,甚至在火星上发现了存在过生命或现在存在生命的一些证据。本次,“毅力号”登陆火星后,将对火星进行更为全面的探测。

  “天问一号”任务包括了两大步,在轨探测和着陆巡视,如果全部实现,将直接排到探火的第二位。至于何时超越美国,得看在探测火星方面取得的成绩。如果有一天,我国的对火探测取得了重大成就且早于美国,那时,可以说我国的探火水平处于世界领先(基本不会说超越美国)。“天问一号”将一次性实现绕落巡,质量重达5吨,是火星探测器中最重的(最重的行星探测器),已从侧面展现了我国的航天实力。

  对于火星探测,从上个世纪60、70年代就已经开始了,我国去年首次发射火星探测器,即将着陆火星,开始完成探测任务,虽然我们起步较晚,与美俄相比落后近半个多世纪,但我们一次完成绕落巡,走出了美俄几十年要走过的道路,那么我们与其它国家相比处于什么阶段,在世界上居于什么位置?我们先看看美俄探索火星取得了哪些成绩。

  先说说美国,1964年美国向火星发射了“水手4号”探测器掠过火星,拍摄并传回了22张火星照片,让人类第一次看到了火星表面的样子。后来又相继发射了海盗号探测器,直至97年发射探路者号首次着陆火星表面,之后又有凤凰号、洞察号、好奇号、毅力号&机智号相继登陆火星表面,对火星地形地貌、大气成分构成、重力场分布、找水、地下采集岩石等多方面探测,获得了大量数据和影象资料。时至今日,是世界上掌握火星各种数据最多的国家,没有任何国家能与之比肩。美国探测火星玩了半个多世纪,主要表现在哪些方面,是其它国家所不能的。

  上图是1996年探勘者号用激光高度计获取了火星全球地形数据(MOLA),是迄今为止分辨率最高的成像图,与我们地球地形图一样,红色表示越红高度越高,蓝色越深越低,这是各国发射的火星探测器着陆选址首先要参考的资料。

  上图很像我们古人绘制的地球海陆分布图,其实不是,而是一张2001年美国的奥德赛号探测火星上氢的分布图,用于证实火星地下含有水冰 ,颜色越红表示水冰含量越少,颜色越蓝水冰含量越高,白色勾画的区域被认为地表80厘米以下有稳定存在的水冰。

  上图是美国机遇号发现的赤铁矿结核和石膏结晶矿。对于这两种矿物大家非常熟悉,我国南方降水量丰富,土壤淋溶作用强,至今土壤中含有特别多的铁锰结核,这是湿润环境下形成矿物。此外湖北应城,江苏南京、广西钦州发现了很多石膏矿,这些都是因气候变干形成的指示性环境矿物,这说明气候发生了很大变化 。火星上有这两种矿物,这充分说明了火星地质史上也曾有湿润的气候。

  凤凰号在着陆区一带的土壤下挖出了高纯度水冰,上图中右侧SOL20~24,代表经过了4个火星日,图中有些小冰块到第四天就消失了,实现了火星上找到水,这些数据非常重要。

  ▲火星全球重力场分布图,越红越高,越蓝表示越低。

  此外还有更多的探测数据,一直没有公开,至今美国火星探测一刻没有停止过,目前正准备实施载人登陆火星计划,这些数据的取得确立了美国霸主地位,无任何国家能撼动。

  俄罗斯在探测火星的道路上一波在三折,失败率很高,火星探测风险很高,即使把美国算在一起,总成功率也在一半以下,所以火星探测比月球还难。

  1971年俄罗斯发射了火星2号、火星3号、宇宙419号三颗火星探测器,恰巧正赶上火星全球性的沙尘暴,运气不佳,只有火星2号和3号传回了60张照片,这也是前苏联首次执行的火星探测任务。

  1988年俄罗斯实施福布斯计划,发射了福布斯1号和2号两颗探测器,探测火卫一和火卫二地形及大气构成,非常可惜的是,福布斯1号在飞向火星的途中便失去了联系。

  “福布斯2号”被火星所捕获,进入环火星轨道,准备实施着陆,探测器接近到距离火卫一地表仅有大约50米的地方,并释放两台着陆器,但在着陆时通信信号突然中断,可能是飞船上的控制计算机出现了严重故障,任务失败。

  2011年俄罗斯再次尝试进行火星探测,发射的“火卫一~土壤”,还搭载着中国的“萤火一号”探测器,可是最终火箭出现故障,任务失败,还把我国的“萤火一号”拖到阴沟里去了,从此中国下定决心自已动手,研发自已的火星探测器——天问1号。

  说说印度火星探测,2022年印度首次向火星发射一颗”曼加里安“探测器,经过11个月的飞行,于2022年9月成功到达环火星轨道,成为亚洲第一个,继苏联,美国,欧盟之后第四个成功进行火星探测的太空机构,也是第一次进行火星探测就成功的国家。

  印度这次火星探测有2个亮点,一个是造价特别低,搞了这么大的火星探测工程,经费才花了7000万美元,仅相当于欧航局的十分之一,美国的五分之一 ,这是非常了不起的事情。另一个是搭载的科学仪器如光谱仪、探测甲烷、质谱仪、彩色相机、红外光谱仪都是自主研发,只是升空通讯及探测主要是依赖美国 NASA 来支持,幸运的是”曼加里安“号在太空中工作了四年,状态非常稳定。

  目前在火星地面上有两辆火星车正在工作,全都属于美国,分别是好奇号和机遇号(这是最长寿的火星车,已经工作了14年);

  而在火星轨道上,有7颗轨道器在工作,分别属于美国3颗,欧洲2颗,印度1颗,中国1颗(天问一号)

  我们国家”天问一号“火星探测,通过一次性实现绕,落,巡,类似将嫦娥计划中的嫦娥1号到嫦娥3号的任务“合三为一”,显然有一步到位,弯道超车的意思。目前天问一号正在环火星轨道绕行,准备实施降落。如果能完成绕、落、巡,实现预定的目标,这将完成人类历史上探测火星又一次壮举,将远远超过欧洲、印度仅次于美国成为第二个具有探测火星能力的国家。

  从前期技术积累来看,我们从嫦娥3号起开始落月,经过嫦娥4号,嫦娥5号着陆技术已经娴熟,而印度至今还不能落月,经过一次失败,目前还没有一次落月成功,还谈不上降落到火星上。所以这次天问1号成功,意义非同反响,将超越印度、俄罗斯。预祝好运,期盼成功。

  火星上越来越热闹,但竞争非常激烈

  按照目前最新的消息,日本将实施火星卫星探索计划,一举实现火星卫星的表土取样返回。如果实现,那将是首次从火星系统取回岩土样本。日本是有基础的,此前隼鸟号的小行星取样任务尽管历经坎坷,但最终取土成功,这是最有竟争力对手。

  相比之下,俄罗斯看起来基本上逐渐淡出这场竞赛了,以后主要的火星玩家就只剩下美国,欧洲,日本,中国,印度等几个,或许还有阿联酋之类的中东土豪,或者马斯克之类的私人玩家,火星起波澜了。

  天问一号的技术水平可以肯定超过美俄的相关产品,但它超过的只是美国二十年前的技术“凤凰号”。美国“毅力号”随后就到,荷载近一吨,功能又超强,凭供近十次的火星探测经验与火星在轨卫星,直接着陆。俺们的天问一号要5月份才设法登陆,在此之前,它还得先做火星测绘,寻找落脚点。在没落地之前,咱们还是只与美国“洞察号”之前的比比。

  尽管我们的天问一号全重超过以前所有火星戡探器的重量,尽管我们的搭载设备最多,功能最全,但是我们在火星探测序列中已排名第五,在美俄印阿之后。

  无疑,在火星探测的整体实刀方面,我们是领先俄印的,甚至相对于美国,我们也有部分技术领先。下面我们就来比较一下:

  运载工具:2008年德尔塔II型火箭将“凤凰号”送往火星,时间已比我们领先13年,就放在现在,它也不比长五落后,何况德尔塔II型火箭况曾经有连续发射100次无事故,更甚是美国当年还有土星五号,现在有马斯克的“龙”火箭。所以运载工具我们对美国无优势。

  轨道设计与星际戡控:“凤凰号”抵达火星是270天,“天问一号”历时210天,这说明我们在窗口的选择,轨道的设计上有一定优势,但是我们在星际戡测控制方面甚至不如印度——“天问一号”我们选择与欧洲合作,利用了欧洲的太空间控网。

  火星任务:美国“凤凰号”第一次落地是失败的,听说是气垫没打开,“天问一号还得静待5月份“佳音”;凤凰号采用的核动力——设计工作90天,实际工作5个月,我们采用的是太阳能板,这说明美国在核动力方面领先,而我们在太阳能方面的技术是过硬的。从月球取月壤的过程来看,常嫦六号是带了个“电钻”——相信“天问一号”会带给我们很多惊喜。

  目前美国准备“重返月球”“再探火星”,所以马斯克弄个“星舰”——星舰八、星舰九啪啪了,星舰十都不敢动了。

  首先,我们看看天问一号在太空中样子。

  1971年5月30日,美国水手9号火星探测器发射成功,这是火星的第一颗人造卫星。从技术上真的谈不上什么赶超。毕竟你只是做了人家几十年前做的事情。只能说我们在进步。某种意义上现在比拼的是烧钱实力。所以印度可以发一颗试试,阿联酋也可以发一颗玩玩。

  阿联酋希望号

  上个世纪美苏的太空竞赛直接把苏联经济拖垮了。当下有实力参与这场竞赛的大概就只有中美了。我们现在发力很猛,有后来居上的趋势。这个也是和我们的经济实力想匹配的。在我们现有的经济发展速度下,赶超美国大概就是10多年的样子。科技领域也会以这个速度进行赶超的。

  宇宙探索真的是一个耗时耗力的事情。2022年7月23日天问一号探测器升空。经过半年多才飞到火星。虽然期间新闻的关注度不高,但对于实施者而言,每天的工作都应该很紧张。监控轨道的准确性,对航线路线的微调等等。终于2021年2月10日,“天问一号”探测器成功进入火星轨道。接下来的还有很多更重要的工作,包括登陆火星等等。

  说到赶超美俄,普通老百姓大概只看标志性事件。比如谁第一个载人登陆火星。这个也许我们可以尝试下。

  2022年7月,我国天问一号 和美国毅力号陆续升空,细心的朋友可能会发现,天问一号火星车和毅力号火星车最大的不同是,天问一号比毅力号多了一对翅膀。

  一、这对翅膀正是太阳能电池板,也就是说天问一号使用的是太阳能动力,而毅力号使用的是核动力。

  那么问题来了,天问一号为什么不使用核电池呢?

  有人说,人家美国40年以前的旅行号就带了核电池,难道说我国的核技术还落后美国40年几吗?

  其实这样说并不完全正确,我们的核电技术确实是落后了一些,但也不至于相差这么多。

  二、早期的旅行号之所以使用核电池,主要是因为太阳能电池技术不太成熟,太过笨重,所以才上的核电池。

  而现在的毅力号重达一吨多,太阳能电池板供电根本不够用,因此只也能选择核电池。

  目前,探测器的动力来源主要是太阳能和核电池两种。从性能上看,核电池不依赖光照,能够自主产生能量,能量密度大,而且稳定性好,工作时间长,确实要优于太阳能动力。

  三、但核电池技术难度高,造价也不菲,比如钚238 美国投资1亿美金的产线,现在一年产量才几百克。

  我们没有透露过是否有生产能力,就算有,产量也不是很高,肯定不能轻易用到探路的,天问一号身上。因为我们还有很多地方需要使用核电池。好钢要用在刀刃上。

  天问一号是中国第一颗自主研发的火星探测器,我们对于火星环境的了解并不是特别详实,而且我们的运载火箭胖五,可靠性还在验证当中。这次执行的绕落巡三合一的方案,已经算很激进了,美国用了32年才完成。我觉得只要能完成“绕、落、巡”,就是巨大的成功。

  四、第一次就完成这么多任务,没必要再继续增加“核电池”这项技术风险。因此使用太阳能其实是最佳选择。天问一号巡视器用的是气凝胶+正十一烷太阳能供热集热器,共同构成了“相变储能”这一由我们率先应用的全新储能方式,这个技术也不简单。 如果这次成功,下次更新的天问2号应该也许会使用核电池。

  赶,可以,超,肯定不行啦!我们说“赶”可以,是因为如果天问一号完成预定任务,中国在火星探测方面的技术确实是在朝夕之间就赶上了美俄。技术是很客观的,行就是行,不行就是不行,中国能飞到火星、中国能降落火星并探测,行就拥有了相关技术,和美俄就处于同一个层面——就和做核弹一样,“不懂”和“懂”差之千里,但只要掌握了制造核弹的技术,就跨入核武器国家的门槛,往下就是怎么玩核的事情。中国如果成功登火,往下就是怎么玩“火”,技术可以继续提高,但主要差的是缺乏应用和使用经验。

  超过恐怕不敢说,但说快速追赶上还是务实的说法

  

印度费用低廉,欧美发达国家喜欢弄一些航天项目放在印度实施,没有欧美在三哥后面技术托底,保证三哥啥也干不成!疫情期间三哥屁也没一个就是明证!

  和美国差得还挺多的,和俄罗斯在航天上没什么差距吧。不以物喜,不以己悲。闷头加油吧!差的方面还很多。完成了是对之前工作的肯定,后面工作还很辛苦。

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