自主火星探測尚有難關待克
2011-10-27
探月之后，目標何在？昨天在滬開幕的中國宇航學會深空探測技術專委會學術年會透露：中俄聯合火星探測衛星“螢火一號”尚在待命，中國自主火星探測處于專家深化論證階段。專家認為，如火星探測任務確定，我國在軌道設計、星地通訊、自主導航等方面尚有多道難關待克。此外，國際經驗表明，小行星探測有助于驗證多種深空探測能力。
教育部深空探測聯合研究中心褚君浩院士介紹，上世紀90年代以來，人類共發射14顆火星探測衛星，成功率并不高，其中美歐取得了成功或部分成功，俄、日衛星均有失敗。據了解，火星探測之難主要源自空間縱深，地球與火星間的最近距離也在5500多萬公里，最遠時相距數億公里，與40萬公里外的月球不在一個數量級上。另外，人類對火星電磁環境、力環境、熱環境、大氣環境等尚不清楚，即使衛星抵達火星，也未必能直接測得有效數據。
與探月任務相比，火星探測的時間窗口也十分有限，只有在兩顆行星運行接近時才適合發射，從而大大節省燃料和能耗。“探測火星，每26個月才有一次發射機會。”探月工程副總設計師兼深空探測論證工程總設計師張榮橋認為，在地球到火星的衛星軌道設計等方面，還需航天科技人員加強基礎研究工作。而發射后，衛星還需250天左右的時間才能飛至火星，漫漫長途中太陽輻射強度又進一步減弱，要求衛星太陽能電池的光電轉化效率繼續提高，衛星上的化學推進劑也面臨極端環境下長期儲存等問題。
同樣由于相去甚遠，比起探月衛星與地面通訊的秒級時延，火星與地球的“對話”要拖40分鐘左右。張榮橋打比方說，如地面接收到衛星發出的故障信號，其實20分鐘之前已經出事了；而當地面發出指令，衛星也要20分鐘后才能作出反應。因此專家表示，深空探測衛星必須擁有自主導航能力，包括自測量、自診斷、自糾錯等。另外，探測火星所獲取數據在回傳過程中還存在空間衰減現象，需星地兩端同時加強收發能力。
目前，國際上對小行星的探測活動也較活躍，因為太陽系的小行星帶位于火星、木星軌道之間，探測縱深較大，可有效實踐能源動力推進、衛星自主導航等深空能力，用于其它探測任務。上海航天局總工程師陳杰認為，我國若實施小行星探測，可選擇讓衛星飛越小行星，或伴飛存在撞地風險的小行星，或附著在被喻為“宇宙化石”的碳類小行星上，也可“一星三用”同時達成上述三個目標。
?京公網安備110102000421號