天问三号最新进展:2028年两次发射实现火星样品返回
天问三号最新进展:2028年两次发射实现火星样品返回
2024年9月,在安徽黄山召开的第二届深空探测(天都)国际会议上,天问三号任务总设计师刘继忠透露了天问三号火星取样返回任务的最新进展和技术挑战。这一任务计划于2028年前后实施两次发射,旨在实现火星样品返回地球,探寻火星上可能存在的生命痕迹。
任务背景与目标
天问三号任务将开展国际载荷合作、样品和数据共享、未来规划共同研究等三方面的国际合作。刘继忠表示,由于火星距离地球约4亿公里,环境复杂,天问三号任务将采用多种采样方式,力求获取多样化的样本。此次任务不仅是中国深空探测的重大突破,也将为国际火星探测合作贡献力量。
技术挑战详解
火星表面采样
火星表面环境极端恶劣,温度变化剧烈,大气稀薄,且存在强辐射。要在这样的环境中完成采样任务,需要克服重重困难。天问三号团队设计了多点表面取样、定点深度钻取取样和飞行器采样三种方式,尽可能达到采样的多样性。
- 机械手表面取样:通过机械手实现更大的采样范围,确保能够获取不同位置的样本。
- 钻取采样:采取不同深度不同位置的样品,以获取更丰富的地质信息。
- 飞行器采样:专门研制的飞行器可以在更远的范围采集样品,增加采样区域的多样性。
火面起飞上升
在火星表面实现起飞是任务中最具挑战性的环节之一。火星的大气密度仅为地球的1%,这使得传统的火箭发射方式难以实现。天问三号团队必须开发新型推进系统,以确保上升器能够克服火星引力,成功进入预定轨道。
环火交会对接
在火星轨道上完成上升器与返回器的交会对接是一项极其复杂的任务。由于火星距离地球遥远,信号传输延迟高达20分钟以上,地面控制中心无法实时指挥操作。因此,整个过程必须依靠探测器的自主导航和精确控制能力。天问三号团队在这一领域进行了大量技术创新,以确保任务的成功。
行星保护
行星保护是天问三号任务中非常重要的一环。为了防止地球生物污染火星环境,同时也为了避免带回的火星样品对地球环境造成潜在威胁,任务团队采取了严格的防护措施。这包括在高温、辐射等条件下对样品进行处理,以及建设专门的火星样品实验室,确保样品在研究过程中的安全性和原始性。
创新解决方案
天问三号任务在多个方面展现了中国航天技术的创新实力。例如,任务将使用两枚长征五号运载火箭,分别发射轨道器、返回器组合体和着陆器、上升器组合体。这种分批次发射的策略既考虑了现有火箭的运载能力,又提高了任务的灵活性和成功率。
在智能导航与控制方面,天问三号团队开发了先进的自主导航系统,能够在信号延迟的情况下,实现精确的轨道控制和交会对接。此外,任务还设计了专门的行星保护措施,确保符合国际公约的要求。
国际合作与未来展望
天问三号任务将开展广泛的国际合作。中国计划与世界各国的科学家共享火星样品和数据,推动全球火星科学研究的发展。同时,中国还倡议与各国或科研机构合作,共同规划和建设火星科研站,为未来的深空探测和可能的人类移民计划奠定基础。
从“嫦娥探月”到“天问探火”,中国在深空领域的探索正一步一个脚印地向前推进。天问三号任务不仅是中国航天技术的一次重大突破,也将为全人类对火星的认知开启新的篇章。随着技术的不断进步和国际合作的深化,我们有理由相信,人类探索火星的脚步将越来越快,对这颗神秘红色星球的认识也将越来越深入。