http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 17:05:58 來源:《科技日報》

我國首個火星探測器“螢火一號”目前已通過研製階段的試驗考核和驗證,將轉入“待發”狀態,預計於今年下半年升空,2010年到達火星並開展科學探測。
火星探測項目是繼載人航天工程、tanyuegongchengzhihouwoguoyouyigezhongdakongjiantansuoxiangmu,yeshiwoguoshoucikaizhandediwaixingxingkongjianhuanjingtancehuodong。zheyixiangmuyouwoguoyueluosihezuokaizhan。jujieshao,“螢火一號”有關的探測任務,包括探測火星及其空間環境、探尋火星“水為什麼消失的秘密”、揭示類地行星空間環境演化特征等,從而為我國下一步的深空探測打下基礎。
“螢火一號”主要任務是探測火星附近空間環境,為我國下一步深空探測打基礎
在浩瀚的宇宙中,地球像一個孤獨的孩子。太空中還有別“人”ma?congdiyigeyangwangxingkongderenkaishi,renleijiumeiyoutingzhiguoduidiwaishengmingdetansuo。erhuoxing,zhegeyizhidehediqiuzirantiaojianzuijiejindexingqiuyizhishirenmentansuomubiao。zaieluosi、美國、日本、歐洲相繼發射火星探測器之後,我們中國人,也要去火星上空一看究竟了!
近日,記者獨家專訪到火星探測器“螢火一號”項目的參與者、北京航空航天大學宇航學院徐世傑教授,為你揭開我國第一顆火星探測器的神秘麵紗。
——衛星解讀——
“螢火一號”長著三對大“翅膀”
“螢火一號”的個頭兒小,隻有110公斤,和它的美國前輩“勇氣號”“機遇號”180公斤,以及計劃將要發射的新型火箭車600公斤的體重相比,“螢火一號”算得上是火星探測器家族中的“輕騎兵”“小個子”。
它主體部分長75厘米,寬75厘米,高60厘米,兩側共有6塊太陽能帆板,展開7.85米。如此小巧玲瓏的身體上卻長出三對大“翅膀”,隻因火星上太陽光照強度低,隻有地球的二分之一左右,帆板要夠大才能給“螢火一號”提供充足的能量。
——飛天軌跡——
搭火衛一的“順風車”
“螢火一號”如何上天,也是人們關心的問題。由於我國目前還沒有獨立探測火星的能力,“螢火一號”隻能搭乘俄羅斯的“天頂”號運載火箭上天,與它同時上火星的還有俄羅斯的火衛一探測器“福布斯—格朗特”(亦稱“福布斯—土壤”)。
今年10月,“螢火一號”將會被發射上天。屆時,“一箭雙星”將在距地麵200公裏的遠軌道飛行4小時,然後飛到距地麵1萬公裏的過渡橢圓軌道做26小時的無動力飛行。之後,伴隨著火箭主發動機的再次啟動,“螢火一號”徹底告別地球,進入從地球到火星的雙曲線軌道,和“福布斯”同甘共苦地共同飛行11個月。在聯合飛行的過程中,兩顆衛星通過電纜連接在一起,“螢火一號”的能量由“福布斯”供給。
“螢火一號”將飛行3.5億公裏
到達火星軌道後,火箭會找一個相對合適的位置把“螢火一號”放下。這個位置非常重要,它和“螢火一號”的速度和方向共同決定了將來火星探測的起點。為什麼不能是“絕對”合適呢?因為火箭上的“福布斯”還要探測火衛一,隻能在探測火衛一的路上把“螢火一號”放到一個相對合適的位置。
“就像搭別人的順風車,很難要求人家把你送到家門口,隻能路上找個合適地方把你放下,你再自己想辦法走剩下的路。”徐世傑打了個形象的比方。
到2010年8月之後,兩顆衛星正式分道揚鑣,“福布斯”將轉途去探測“火衛1”。“螢火一號”則進入繞火星的橢圓形軌道,在“近火點”(距離火星最近的點)800公裏、“遠火點”80000公裏、軌道傾角正負5度的火星大橢圓軌道上,展開它的太陽帆板,正式開始履行它的火星探測使命。
整個過程,“螢火一號”將飛行3.5億公裏。
——重要任務——
探測火星附近空間環境
“螢火一號”去火星做什麼?徐世傑告訴記者,它的主要任務是拍照和探測火星附近空間環境,為我國下一步火星探測打基礎。
“螢火一號”攜帶的行李中有幾件“重型武器”:光學成像儀,將對火星和火衛一進行攝影;磁通門磁強計,測量火星上空的磁場強度、太陽輻射強度和高能粒子等等,了解火星外環境;掩星探測接收機,用“掩星法”探測火星大氣層和電離層,信號從火星到達地球時,可以通過火星大氣層對信號的折射作用了解火星大氣的情況;等離子探測包,探測火星周圍的等離子態。
探測火星表麵水消失之謎
火星上到底有沒有生命?這是人們最想知道的問題。水是生命的象征,徐世傑告訴記者,美國發射的著陸探測器“鳳凰號”“機遇號”和“勇氣號”都dou發fa現xian了le水shui的de痕hen跡ji。探tan測ce器qi一yi鏟chan子zi下xia去qu露lu出chu了le白bai色se的de物wu質zhi,第di二er天tian白bai色se痕hen跡ji消xiao失shi了le,這zhe說shuo明ming可ke能neng是shi水shui分fen蒸zheng發fa了le,但dan也ye有you可ke能neng是shi幹gan冰bing。目mu前qian水shui的de痕hen跡ji發fa現xian很hen多duo,但dan並bing沒mei有you直zhi接jie發fa現xian水shui,所suo以yi還hai不bu能neng最zui後hou確que定ding火huo星xing上shang是shi否fou有you水shui。
“螢火一號”一個重要任務是探測研究火星表麵水的消失機製。
徐世傑說:“水shui是shi火huo星xing存cun在zai生sheng命ming的de必bi要yao條tiao件jian,但dan不bu是shi充chong分fen條tiao件jian。微wei生sheng物wu會hui釋shi放fang甲jia烷wan,所suo以yi甲jia烷wan曾zeng被bei看kan做zuo是shi微wei生sheng物wu存cun在zai的de證zheng據ju。對dui火huo星xing生sheng命ming的de探tan測ce估gu計ji還hai會hui持chi續xu一yi段duan時shi間jian。”
——麵臨挑戰——
北bei京jing大da學xue地di球qiu與yu空kong間jian科ke學xue學xue院yuan焦jiao維wei新xin教jiao授shou曾zeng說shuo過guo,在zai航hang天tian界jie,火huo星xing有you航hang天tian器qi的de墳fen墓mu之zhi稱cheng。火huo星xing探tan測ce初chu期qi有you三san分fen之zhi二er的de探tan測ce器qi都dou以yi失shi敗bai告gao終zhong。
徐世傑證實了這個說法:“探火星風險比較大。我做過統計,到去年12月為止,人類共發射了38個火星探測器,隻有20個成功。上世紀60年代初期開始的第一階段失敗尤其多。發射幾小時後爆炸的、發射後失去信號的、登陸失敗的……各種情況都有。而成功的定義是順利完成撞擊、飛掠、繞火、登陸等預定任務。”
那麼,我們的“螢火一號”將要麵臨哪些困難呢?
麵臨-200℃的嚴寒考驗
“螢火一號”,麵臨的最大挑戰就是來自火星的嚴寒。
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在整個探測過程中,它將遭遇7次所謂“長火影”的長期火星陰影,時間長達8.8個小時。此時,火星將運行至探測器和太陽之間,主要依靠太陽能的“螢火一號”為了保存能量,不得不進入休眠狀態。然後,它在“長火影”結束後再加電喚醒。而經過8.8個多小時的休眠,“螢火一號”的周圍環境溫度達到-200℃以下,過低的溫度會影響機器休眠時的運行,如果機器被“凍死”,就不能在通電後“活”過來。“‘長火影’是小家夥不得不過的一道關。”
遙控遙測是製約瓶頸
“目前製約‘螢火一號’奔向火星的瓶頸還有遙控遙測,”徐世傑坦言:“‘螢火一號’拍(pai)攝(she)照(zhao)片(pian)後(hou),如(ru)果(guo)我(wo)們(men)無(wu)法(fa)接(jie)收(shou)這(zhe)樣(yang)的(de)微(wei)弱(ruo)信(xin)號(hao),就(jiu)必(bi)須(xu)將(jiang)數(shu)據(ju)傳(chuan)給(gei)俄(e)羅(luo)斯(si),再(zai)由(you)俄(e)羅(luo)斯(si)傳(chuan)給(gei)我(wo)們(men)。我(wo)們(men)還(hai)沒(mei)有(you)建(jian)立(li)像(xiang)美(mei)國(guo)那(na)樣(yang)覆(fu)蓋(gai)全(quan)球(qiu)的(de)深(shen)空(kong)探(tan)測(ce)網(wang)。”
美國沿經度方向每隔120度就設立了測控聯合體,三個綜合探測站分別設在西班牙的馬德裏郊區、澳大利亞的堪培拉附近和美國加利福尼亞一個叫金石的小城附近。依靠數個拋物麵直徑達到36—70米(mi)的(de)大(da)天(tian)線(xian),美(mei)國(guo)科(ke)學(xue)家(jia)可(ke)以(yi)對(dui)微(wei)弱(ruo)的(de)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)接(jie)收(shou)和(he)分(fen)析(xi),獲(huo)取(qu)來(lai)自(zi)外(wai)太(tai)空(kong)的(de)數(shu)據(ju)。中(zhong)國(guo)如(ru)果(guo)依(yi)靠(kao)國(guo)內(nei)建(jian)測(ce)控(kong)站(zhan),目(mu)前(qian)僅(jin)能(neng)在(zai)烏(wu)魯(lu)木(mu)齊(qi)和(he)佳(jia)木(mu)斯(si)設(she)有(you)兩(liang)個(ge)探(tan)測(ce)站(zhan),覆(fu)蓋(gai)麵(mian)有(you)限(xian),一(yi)些(xie)重(zhong)大(da)的(de)探(tan)測(ce)活(huo)動(dong)還(hai)需(xu)與(yu)俄(e)羅(luo)斯(si)、歐空局合作。
多星定向是極大挑戰
“螢火一號”還麵臨著如何實現多星定向問題。徐世傑指出,多星定向是姿態控製裏的難題。往地球傳數據時要對地球定向;拍攝火星時儀器要對火星定向;太陽帆板還要隨時對太陽定向,這對“螢火一號”的姿態控製來說是極大的挑戰。這項技術是否能完美應用,等十月“螢火一號”上天後我們就能一看究竟。
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1960年10月10日:蘇聯向火星發射第一枚探測器。4天後,第二枚探測器升空。但兩枚探測器均連火星環繞軌道都沒有到達。
1964年11月28日:美國“水手4號”開始8個月的火星之旅,於1965年7月成功收集到第一批對地球外其他行星的近距離特寫照片。
1971年5月31日:美國“水手9號”升空,成為第一個火星軌道飛行器。它首次拍攝到火星全貌。
1975年9月9日:“海盜2號”發射,實施了3項生物試驗。盡管沒有尋找火星存在生命跡象,但科學家發現,火星土壤中存在令人驚訝的化學活動。
1996年12月4日:美國發射“火星探路者”,攜帶“旅居者”號火星車登陸火星。科學家根據發回的大量圖片信息判定,火星曾經溫暖和潮濕。
2001年4月7日:美國發射“奧德賽”火星探測器,目前仍在火星軌道運行,測試火星的地質和氣候,試圖尋找火星上生命和水的跡象。2002年,“奧德賽”發現火星表麵和近地表層中可能有豐富的冰凍水,但這一問題目前存在爭議。
2003年6月10日:攜帶“勇氣”號火星車的美國“火星探測流浪者”號探測器發射升空。
2003年7月7日:“勇氣”號的孿生兄弟“機遇”號火星車發射升空。
2007年2月25日:歐洲航天局的“羅塞塔”彗星探測器靠近火星飛行,順利完成利用火星引力調整飛行速度和軌道的任務。