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天问一号降落火星比美国更加安全,和嫦娥五号取样返回哪个更难?

2020年中国航天领域最大的两件事情应该是火星探测任务“天问一号”的发射,以及将在11月24日发射的“嫦娥五号”月球取样返回任务。作为中国航天最先进技术的代表,两个任务到底哪一个任务的技术难度更大呢?下面我们一一分析!

影视中的嫦娥和玉兔

“天问一号”火星探测任务

“天问一号”火星探测器是我国第二个火星探测任务,并且将一次性完成“绕落巡”三部曲,如果成功,我国将成为第二个有能力在火星上巡视的国家!“天问一号”的难点有如下几点:

1、火星和地球距离遥远,要探测器进入地火转移轨道后要飞行7个月时间,期间还需要多次变轨。不但如此,如此遥远的距离,对于通讯也是个极大的挑战,火星探测器接收信号不但有长时间的延迟,而且信号将会非常弱。

神秘遥远的火星

2、“天问一号”从地火转移轨道到靠近火星的时候,探测器需要被火星引力捕获,这一点非常关键,必须一次性成功。由于火星引力比地球小很多,所以想要被火星捕获,探测器的轨道就需要非常精确。一旦火星捕获失败,探测器想重新调整轨道再次入轨就非常难,几乎可以宣告失败。

3、探测器被火星引力捕获后,就要开始进行制动,以进入环绕火星轨道。这一点相对来说不算太难,历史上这么多火星探测器在这项失败的只有3个。

火星表面

3、探测器降落火星过程,这一个过程也被称为“黑色七分钟”。“天问一号”探测器虽然不像美国火星探测那样,直接高速冲入大气层降落,而是从火星椭圆轨道以一定角度进入火星大气,速度会低一点,技术难度也会低一点,但时间会多一点。

美国“好奇号”降落火星

不过这个所谓技术难度低一点只是相对而已,其实它一点也不简单,因为火星引力比月球大,而且还有微薄大气。既不能像月球难以直接采用反推发动机,也不能像地球一样只采用降落伞,而且因为通讯延迟原因,整个着陆过程是自主进行的,这个挑战是非常大的。

4、火星探测器降落火星表面后,有可能因为着陆速度过快的撞击表面,或者因为火星独特天气、复杂地形,导致部分元器件失效。

“天问一号”着陆火星CG

5、陆器火星车从着陆平台下来到火星表面巡视过程,面临着地形复杂、恶劣天气如沙尘暴的影响。

由此可见,“天问一号”整个过程难度都非常大,很多技术都未曾在实际中验证过。其中最难的地方在于降落火星,目前全世界都只有美国成功实施了(前苏联曾经成功着陆过一次,但是很快失去联系,只能算部分成功)

沙尘暴

“嫦娥五号”月球取样任务

“嫦娥5号”月球取样探测器发射是我国第5个月球任务,预计将在2020年11月下旬发射。与以往4个探测器不同,嫦娥5号不但要降落到月球表面,还将从月球表面上进行挖孔取样,然后再从月球将土壤带回地球。“嫦娥5号”任务技术难点主要有:

1、月球软着陆,这项技术目前只有美俄中掌握,可见其难度,不过我国已经实现了嫦娥3号和4号软着陆,因此这项已经不算特别难。

嫦娥4号模型

2、月球采样和离开月面,这应该是“嫦娥五号”最难的部分,特别是上升器克服月球引力,飞到月球轨道的过程。这一项技术我国尚未验证,也是最考验“嫦娥5号”的地方。

3、上升器和轨道舱对接,这也是一个重要挑战,远在38万公里外的航天器对接,我国尚未进行过验证。

阿波罗十一号降落月球

4、分离、变轨及返回地球轨道、再入大气,这些对我国不是太难的地方了。不过也得谨慎小心,简单的地方容易存风险。

综上所述,“天问一号”的任务距离太过遥远,而且很多技术都是我国未进行验证过的。月球取样难度虽然也很大,但是对于我国来说很多技术已经验证过,最难的就是采样后离开月面,进入环绕月球轨道。因此综合来说,个人觉得“天问一号”技术难度要大于“嫦娥5号”任务。

阿波罗15号宇航员驾驶月球车采样

不过无论是“天问一号”还是“嫦娥5号”所积累的技术、经验,对我国未来航天发展都是非常重要的。两者很多技术、经验上可以相互借鉴,优势互补,让星辰大海梦想更近一些。

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