在过去的几十年中,人类已向火星发射许多探测器,主要分为四种类型:
一、近距离掠过火星探测器。
二、围绕火星运行的探测器,叫做轨道飞行器(orbiters);
三、降落后,在原地不动进行探测的探测器,叫做着陆器(landers);
四、降落后,在火星表面行驶的探测器,叫做火星车(rovers)。
这四种类型的火星探测器也是人类近距离探测火星已经经历的四个阶段:首先是掠过,只在短暂的时间里,探测火星。技术成熟后,开始发射轨道飞行器,围绕火星探测;然后发射着陆器,降落到火星表面,近距离探测;接着发射火星车,不仅降落到火星表面,还在火星表面行驶,边走边探测。
探测火星还有三个阶段,人们正在努力实现着:
五、取得火星样品,返回地球;
六、载人登录火星,派宇航员到火星上去;
七、移民火星,长期居住在火星上。
对于月球探测,人类已经实现了六个阶段:探测器掠古月球,轨道器围绕飞行,着陆器降落探测,月球车月面行驶,取得月球样品返回地球和载人登月,至今,已有12名宇航员踏上过月球土地。
降落火星阶段包括3个过程,首先进入火星大气层,而后下降,最后着陆到火星表面。所以,降落火星阶段被称为“进入-下降-着陆”阶段。
迄今为止,发射着陆到火星表面的探测器,大约有三分之二都失败了,很多失败都出现在最后的“进入-下降-着陆”阶段。因为探测器到达火星时,速度很快,每小时几千千米,需要在极短的时间里,精确地采用多种刹车方式。
现在围绕火星运行的6个探测器中有一个叫做火星微量气体轨道飞行器(TGO),是欧洲空间局在2016年发射的,是实现本世纪20年代取回火星样本的前期任务,与它共同发射的还有一个着陆器,叫做斯基亚帕雷利号(Schiaparelli),是为下一步发射火星车做准备的。结果,在落向火星表面的最后50秒失去联系。后来知道,它以每小时300千米的速度撞向了火星。好像一辆赛车撞上一堵墙,结果只能是粉身碎骨。
美国宇航局已成功将4辆火星车降落到火星上。第1辆是旅居者号火星车(Sojourner),65厘米长,1997年7月到达火星表面,在火星探路者(Mars Pathfinder Project)着陆器的怀抱中安然着陆,是人类第一辆成功行驶在火星上的火星车。探索出发射火星车的关键技术和方法。第2辆、第3辆火星车,是勇气号(Spirit)和机遇号(Opportunity),它们一模一样,都1.6米长,在2004年1月,先后降落到火星表面不同地点。第4辆是好奇号(Curiosity),3米长,2012年8月到达火星表面。
美国宇航局采用什么方式,使探测器能成功降落到火星表面呢?
首先,探测器需要很好的隔热罩。探测器进入火星大气层时,与大气摩擦会产生许多热量,必须用隔热罩保护好探测器不被高温损坏。
靠大气摩擦会降低探测器90%的速度,但是还不够。还要用降落伞,再降低些,降到每小时160多千米,接下来,根据探测器重量的不同,选择不同的方式,继续减速。
对于中小型探测器采用反向火箭和充气气囊减速,最后以每小时48千米的速度落到火星表面,弹跳几个回合后,停在火星上。第一辆火星车旅居者号,第二辆勇气号和第三辆机遇号火星车都是采用这种方法降落成功的。
对于大型又很重的探测器,采用反向火箭和起重机。好奇号就是采用这种办法,起重机放下吊线,把好奇号稳稳地放到火星表面,而后,火箭和起重机飞离而去。
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