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降落火星到底有多么困难?迄今为止,只有两个国家做到了

5月15日,祝融号成功着陆火星,这标志着“绕”、“落”任务成功,接下来就是“巡”的任务了。从世界范围来看,第一次探测火星就实现“绕、落、巡”三个关键性的任务,只有中国。

有的人可能会觉得我在吹,在搞情怀,事实上,当你真正去查询一些资料之后,你就不会这么说了。人类探索火星的确已经有60年了,自从1960年,人类首次尝试发射火星探测器至今,世界各个航天大国进行了几十次火星探测任务,成功率几何?只有不到百分之五十。像前苏联/俄罗斯,我们都知道他是很有底蕴的航天老牌强国,对于火星探测,从前苏联时代开始进行过20余次火星探测任务,没有一次任务完全成功过,最为成功的一次当属苏联的火星3号,不过这个火星3号在着陆火星20秒之后就失去了联系,至于它是否释放成功火星车,就不知道了。

接下来说说这个欧空局,欧空局就是欧洲航天局,1975年5月30日成立,有22个成员国,所以这是一个多国合作的航天组织。法国、德国、英国都在其中,看起来应该很厉害了吧。欧空局在21世纪里挑战了两次火星探测任务,均失败了,不是着陆失联就是着陆失败。

至于说其他国家的航天组织或机构,那就更不用谈了,尚无一次着陆成功过。对于火星探测,发射一个环绕火星轨道运行的轨道器这并不是高难度,真正高难度的是着陆火星,因此即便强大的欧空局与前苏联/俄罗斯都没有成功过。

那么,着陆火星究竟难在哪些地方?

我们时常说道,通讯时延20多分钟是一个难点,精准切入环绕火星轨道是一个难点等等,这里我说的是大家容易忽视的一个大难点,就是降落伞的问题。

我们知道,探测器在环绕火星轨道运行的时候,其速度已高达4.8公里每秒,当着陆成功之后,这个速度变为零公里每秒,这巨大的动能与势能都要释放出去,当然这些能量的百分之九十都需要依靠火星大气层来消耗,虽然很稀薄,但也很有减速的作用。利用火星大气层来减速至460米/秒(以天问一号着陆器为例),在这个速度的时候,着陆器会弹出降落伞,利用降落伞来减速。

注意,这里的速度是460米/秒,这个速度就算放在地球上,也是超音速了,更不用说大气稀薄的火星天空中了,由于火星大气稀薄,那里的音速只有240米/秒,因此在460米/秒的时候打开降落伞就相当于在两倍音速的情况下打开。

对于降落伞的要求,这需要在地面上做好实验准备,获得一系列的数据才行。降落伞成功打开与否,关系着火星探测任务的成败,所以绝对不能小瞧降落伞,前苏联/俄罗斯、欧空局之所以没能成功着陆火星,很可能就是因为降落伞的缘故。为什么这么说呢,请看下文分解:

2020年本是地球人的火星探测嘉年华年,在此之前,打算要发射的有俄罗斯宇航局与欧空局联合进行的ExoMars2020任务,美国的毅力号火星车、中国的天问一号、阿联酋的希望号火星轨道器。截止到目前,毅力号、天问一号、希望号都已经成功了,就是迟迟没有ExoMars2020的消息,为什么呢,因为他们已经偷偷改名了,改成了ExoMars 2022了,这没什么大惊小怪的,ExoMars之后的4位数字已经改了好几次了,外人已经习惯了。

至于为什么再次延期,在此之前,他们曾对降落伞进行高空测试,结果是失败了,降落伞的设计有问题,除去降落伞的问题,还有软件与硬件上的问题,总之就是还有问题没解决,所以不得不推迟。

超高音速的开伞测试是火星着陆探测任务中的一项重大难点,我国在准备天问一号任务时,利用天鹰6号探空火箭连续进行了4次降落伞的开伞测试,取得了全部成功。

现在你知道了吧,别小瞧降落伞,它可关乎着火星任务的成与败呢,他们到现在为止还没有攻克这个难题,为此,欧空局还曾找过NASA来帮忙解决降落伞的问题,至于NASA到底帮了多少忙,这就看看2022年,ExoMars到底能不能如约发射了。

现在应该知道,对于火星探测,谁才是真正的第一梯队了吧!目前为止,只有美国与中国完全成功着陆火星,其他的都还没有。