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中国火星探测任务

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中国火星探测任务
天问系列
China Mars Exploration Mission Logo.jpg
中国行星探测任务(火星探测版)标识
国家 中国
组织国家航天局
目标機器人太空船行星着陆
状态进行中
航天计划信息
持续时间2016年1月11日至今
首次航天飞行天问一号(2020年7月23日)
发射地点中国文昌航天发射场
航天器信息
航天器类型绕火卫星、着陆器火星车自动采样返回舱英语Sample return mission
运载火箭长征系列运载火箭

中国火星探测任务,其任务探测器系列是屬於称为天问系列的行星探測計畫之一環,是中华人民共和国国家航天局火星探測計劃,是中国行星探测任务(PEC)的一部分,於2016年1月11日正式立項。

在此计划前,2011年国家航天局與歐洲、俄羅斯合作發射的首顆火星探測器螢火一號,因為時間不多,該探測器以初步環繞火星為主要目的。萤火一号遭遇失敗后,中国火星探测改为选用自主研制的运载火箭完成,并改为盡可能完成“绕、落、巡、回”其中幾步的複雜任务。自主發射的天问一号在2020年7月23日以長征五號火箭海南文昌航天发射场發射,准备一次性完成繞火、落火、巡火三階段任務。

前期準備[编辑]

萤火系列计划[编辑]

萤火一号原计划是為了參與中国国家航天局、欧洲空间局俄罗斯联邦航天局等國合作的探測火星計畫,以此計畫為藍本中方可附帶一顆小型衛星,共發射兩顆探測器衛星,等於是中方及俄方各一顆,於是加速開發出迷你探測機萤火一号,原预计於2009年順便搭载俄罗斯的联盟号运载火箭發射,2012年10月注入火星轨道,进行环绕火星的探测任务。但2009年6月成品抵達俄羅斯後,因俄方延遲,宣布推迟到2011年发射。2011年11月8日协调世界时20:16(北京時間9日凌晨04:16),萤火一号和俄罗斯的“福布斯-土壤”卫星一起搭载天顶-2SB运载火箭,从哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天中心,成功发射。可是7小时后,俄方宣布福布斯-土壤卫星未能按计划实施变轨。2012年1月15日17时45分,返回地球大气层,在太平洋上空烧毁。中方首次火星探测计划失败。

萤火系列計劃原计划分四個階段:

  • 階段1:“绕” 火星轨道器环绕探测任务。(2011年11月8日萤火一号俄罗斯发射失败,未能送入地火转移轨道)
  • 階段2:“落” 火星软着陆任务。軌道器將探測火星環境,所得的數據用作著陸平台軟着陸之用。
  • 階段3:“巡” 火星车巡视器任务。發射火星着陸器並攜帶一輛火星車,在火星上軟着陸。
  • 階段4:“回” 火星样本采样返回任务。进行火星软着陆,使用巡视器采取火星表面土壤样本,放入上升器送入火星低轨道,与返回器对接,返回地球,再入地球大气层,并进行软着陆。

2011年萤火一号发射失败后,任务有所改变,选择使用中国国产的长征系列运载火箭系统来发射深空探测器任务,而不再借助他国运载器[1]。中国嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师、中国科学院院士叶培建建议中国的火星探测能同时创新地实现火星绕、落探测,而目前世界上还没有国家在一次火星探测任务里同时完成这两项任务[2]

天问计划筹备[编辑]

2020年7月21日 星河满目无悔青春! 火星探测任务背后的年轻力量
2020年7月22日 小新的Vlog 火星探测器发射在即 记者揭三大看点

2016年4月22日,国家航天局局长许达哲表示,“我国的火星探测计划今年1月11日已经正式立项,计划于2020年左右发射一颗火星探测卫星,一步实现绕火探测和着陆巡视”,“将研究火星的土壤环境、大气、以及水等话题[3]。”

2016年8月23日,工程名稱和圖形標識全球徵集活動啟動[4]

2016年10月10日,中华人民共和国重大科技工程首次啟用形象大使,中國三大男高音魏松戴玉强莫華倫)、袁莎、郎平姚明譚盾郎朗TFBOYS王源王俊凱易烊千璽)、《三體》作者劉慈欣等12位名人获選聘,以增進廣大群眾對中國實施火星探測工程重大意義的深刻理解,鼓勵青少年對科學知識的強烈追求[5]

2019年11月14日,中國國家航天局在河北懷來的地外天體著陸綜合試驗場(40°17′05.1″N 115°46′53.5″E / 40.284750°N 115.781528°E / 40.284750; 115.781528),完成火星探測任務著陸器懸停避障試驗,還邀請外國駐华使館、國際組織、中外媒約70位代表在現場觀摩[6][7]

2020年3月10日,中華人民共和國火星探测任务首次无线联试在北京航天飞行控制中心進行,就探测器与地面系统的接口匹配性和一致性,对各类方案、技术状态、软硬件系统进行了全面测试[8]

2020年4月24日,中国国家航天局宣布,将中国行星探测任务命名为“天问”,将中国第二次火星探测任务命名为“天问一号”[9]

任務[编辑]

  • 阶段1:“绕、落、巡” 火星轨道器环绕探测、火星软着陆、火星车巡视器三合一任务。发射火星着陆器并携带火星车赤兔号,在火星上软着陆。(预定2020年7至8月发射天问一号)
  • 阶段2:“回” 火星样本采样返回任务。(预定2020年代发射天问二号)

計劃詳情[编辑]

天问一号[编辑]

2020年7月23日 天问一号发射成功

原计划在螢火一号由俄羅斯天顶-2SB运载火箭发射成功后,于2013年择机正式使用长征系列运载火箭自主发射火星探测器。由于萤火一号的发射失败,一些工作未能驗證,进程受挫,使萤火二号(后改为天问一号)的研制工作继续拉長[10]。中国于2020年7月23日从海南文昌航天发射场长征五号大型运载火箭发射火星探测器天问一号,此次自主發射噸位大,可以搭載大型探測器,包含轨道器、着陆器和巡视器(即火星车)三个部分,将一次完成“绕”、“落”、“巡”三个步骤。巡视器或名“赤兔号”。

天问二号[编辑]

中国火星采样返回任务将基于2019年的嫦娥五号月球采样返回任务以及2020年7至8月的天问一号火星“绕、落、巡”探测器的成功与否推进研制。计划由轨道器、巡视器、上升器、着陆器、返回舱五个部分组成。结构基于嫦娥五号月球采样返回任务设计。计划于2028年至2030年左右从海南文昌航天发射场发射,翌年抵达火星。轨道器/返回舱与巡视器/上升器/着陆器分离,轨道器/返回舱停留在火星近轨道,而巡视器/上升器/着陆器在火星表面进行推动力软着陆。巡视器(火星车)在火星表面采集岩土样本,存进上升器,上升器再从火星表面发射升空进入火星近轨道,经过变轨后与轨道器/返回舱交会对接,将样本输推进返回舱中,而后上升器脱离轨道器/返回舱。轨道器再次点火,携带返回舱进入火星-地球转移轨道。年后接近地球时,轨道器掉头逆向点火减速,并与返回舱分离,返回舱再入地球大气层,张开降落伞,在中国境内(内蒙古)进行软着陆,带回火星岩土样本。

参考文献[编辑]

  1. ^ 深空网. 中国在研“萤火二号”并非空穴来风. 2012-08-14. (原始内容存档于2015-01-23) (中文(中国大陆)‎). 
  2. ^ 人民网北京. 中国火星探测任务公开 模拟景象堪比科幻大片. 凤凰网资讯. 北京. [2020-04-24]. (原始内容存档于2019-10-03) (中文(中国大陆)‎). 
  3. ^ 赵竹青. 中国火星探测已立项 计划2020年发射探测器. 搜狐网新闻. 北京. [2020-04-24] (中文(中国大陆)‎). 
  4. ^ 中国火星探测工程名称和图形标识 全球征集活动参与手册. 騰訊新聞. 2016年8月23日 [2016年8月24日]. (原始内容存档于2016年8月24日). (简体中文)
  5. ^ 陸2020年探測火星 姚明、郎平等人任火星大使. 旺報. 2016年10月10日 [2019年12月28日]. (原始内容存档于2019年5月26日). (繁體中文)
  6. ^ 「航太強權」中國夢》中國成功完成火星探測器著陸試驗,2020火星任務剩最後一哩路. 風傳媒. 2019-11-15 [2019-12-28]. (原始内容存档于2019-11-16). 
  7. ^ 中國2020探測火星計畫曝光 建140米高塔柱模擬降落. 世界日報. 2019-11-15 [2019-12-28]. (原始内容存档于2019-11-16). 
  8. ^ 我国完成首次火星探测任务无线联试. [2020-03-10]. (原始内容存档于2020-03-11). 
  9. ^ 揭秘中国公开首次火星探测任务名称,为什么是“天问”?. 中国环境网. [2020-04-24]. (原始内容存档于2020-04-28). 
  10. ^ 中国正在研制“萤火二号”. 南都网. [2013-06-27]. (原始内容存档于2014-10-16) (中文(中国大陆)‎). 

参见[编辑]