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如何确保探测器登陆火星成功

投稿时间:2017-11-27 17:02 投稿人:韦庆福 【字号: 访问量:

火星是我们太阳系的第四颗行星,是我们的近邻,质量比地球小一些,因与地球十分相似,昼夜变化相差不大,引起了人们对火星的极大兴趣,2020年火星距离地球最近,世界多个国家和地区宣布计划利用这次机会,来对火星进行科学性研究。至今人类向其发射了41颗探测器,一半以失败而告终,就包括2011年我国为探测火星而搭载的俄罗斯火箭探测器“萤火一号“,这只是单程飞行探测,还不包括返回地球,为什么火星探测失败率这么高呢,这主要是能成为火星卫星的距离高度为100公里,吸引能力范围小不够高但远的原因。不够高其探测器进入火星轨道的速度精确度就不好控制掌握。如果掌握了火星探测器入轨高度上的速度问题,就可以极大提高火星探测器的精确度并提高成功率。

火星的吸引能力范围小不够高,是因为质量小,而质量与自转时间成正比,所以吸引卫星和探测器的范围能力不够高就差一些,内行星水星和金星的质量不是很大,可是两个行星的吸引范围能力不够高但远,正因为如此所以将自己轨道上可能存在的卫星和物质都吸引到自己身上,所以没有卫星。因为这种情况,我们地球向水星、金星发射的探测器都容易成功。相反我们的地球与水星和金星相比,吸引范围能力就差了好多倍。地球的吸引范围能力是火星的三倍。能成为水星的卫星高度最低为7000公里、金星为70000公里、地球为300公里、火星为100公里,正以为这种情况,火星吸引探测器的范围能力不够高所以差,能被火星俘获的高度上的速度精度就不好掌握,速度大了就往外偏,速度小了,没有进入火星轨道,也就永远成为不了火星卫星。

正因为火星的卫星距离高度是100公里,小于这个距离高度,就不可能成为卫星,坠向火星,成为火星的一部分,而大于这个高度就能成为卫星,所以要掌握好探测器轨道精度问题。

而我们地球发射的探测器,正因为距离火星远,飞行时间大概是一年,要想被火星吸引在能力范围内,就必须使地球发射探测器绕火星进入火星轨道时的速度不能过大,过大就会使探测器在火星的引力范围内,因探测器自身的速度过大而向火星轨道外侧偏离,速度越大偏离越大。偏离值大于火星的吸引范围能力,探测器就会进入茫茫太阳系,成为一颗失踪的卫星,所以我们就不难理解火星探测器为什么失败率高、成功率低了。

另因为火星距离地球最近距离也有四千万公里,通讯信号时差需约3分钟,这个时间虽短,但对到达火星的探测器非常重要,短暂的时间超控失误,就会导致失败,这又是另一个原因。

火星探索必须在知道了以上两个知识外,还要加上探测器的通讯、寒冷环境、阳光强度发电通讯问题,还有探测器寿命承载能力问题,这是一个国家航空、航天科技水平能力的考验。这些问题的解决不是我天文爱好者考虑的,我要说的是前面探测器如何进入火星100公里的范围能力问题,在此距离高度上探测器的运动速度不能过大的问题,如果认真考虑做到了,相信一定能使探测器的成功率大幅度提高。在此基础上,再搞载人登陆火星就不会有问题出现,确保了火星探测的成功率,从根本上解决了成功率不高的问题。

针对以上问题解决方法是,探测器装上运动速度调控电子仪和计算机,能对进入火星轨道的探测器运动速度进行自主识别,进而自主调节火星轨道内的探测器运动速度轨迹,避免了因自身运动速度过大而偏离火星轨道的原因,也避免了通讯信号延迟三分钟的问题,从而确保了火星探测器准确入轨的精确性,提高了登陆火星的成功率。