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公共基礎知識:火星探測

2020-09-09 14:54:22  來源:中公事業單位考試題庫

【導讀】

中公事業單位為大家帶來公共基礎知識《火星探測》,希望可以幫助各位考生順利備考事業單位考試。

7月23日12時41分,長征五號遙四運載火箭托舉著我國首次火星探測任務“天問一號”探測器,在中國文昌航天發射場點火升空。關于火星你了解嗎,在此總結相關知識以助力廣大考生備考。

1.為什么去火星

太陽系有八大行星,從內到外分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。金星已被證實是一個常年表面溫度超過460攝氏度、大氣壓是地球海平面90余倍的惡劣高溫高壓環境,空氣中彌漫著各類有毒硫化物,幾乎沒有價值探測開發;鹦鞘翘栂抵信c地球最為相似、距離第二近的行星;鹦窃缙诖髿猸h境與地球十分相似,并且有液態水痕跡,這為可能存在生命提供了有力證據。了解火星及其上生命的起源和演化,有助于人類進一步認識太陽系的形成和演化,并估算地球及地球生命的未來變化趨勢;鹦桥c地球的相似性令不少科學家認為,可將火星改造成適合人類居住的第二家園。

2.火星概況

火星質量是地球的11%,體積是地球的15%,重力是地球的38%;鹦亲赞D周期為24小時37分,公轉周期約687天;鹦堑能壍朗瞧穆蕿0.09的橢圓,地球軌道則接近正圓。地火距離最近是當太陽、地球、火星三者排成一線的時候,這叫做“火星沖日”,距離最小值在0.6億公里左右。地火距離最遠是當地球和火星分居太陽兩邊排成一線的時候,最大值在4億公里左右。從地球的視角來看,每隔大約780天才能和火星最接近一次,這個時間又叫做會合周期,大約是26個月,即火星探測的窗口期。

3.火星探測難

1960年,蘇聯向火星發射了火星1A號探測器,它是人類探測火星的開端。1964年,美國成功發射水手4號火星探測器,它是歷史上首個成功到達火星的探測器。從1960年的火星1A 號到2018年的洞察號,人類共進行了45次火星探測任務,包括環繞、登陸、巡視任務,其中成功和部分成功22次,成功率僅有50%左右。那么,火星探測為什么這么難呢?

探測器發射窗口少。每隔約26個月才有一次“火星探測窗口”。

測控和數傳面臨的困難大。距離遙遠,信號弱,需要更大口徑的天線來接收微弱的信號。

信號傳輸時延長。月球探測的單程通信為1.3秒左右,基本上可以達到實時通信。而火星探測的最遠單程通信時間為22分鐘,地面人員不能及時對探測器進行控制,因此對探測器的自主控制提出了更高的要求。

抵達火星難。探測器抵達火星附近之后,需要被火星引力捕獲才能環繞火星運行。而火星質量小、引力影響范圍小,所以探測器在進行近火制動之后需要準確進入環火軌道,稍有偏差就有可能與火星擦肩而過或是在火星大氣中焚毀。

登陸火星是最難的;鹦翘綔y器登陸對于減速要求更高,我國的月球探測在距離月面15千米的高度開始減速,將速度從1.7千米/秒減速到0,而火星探測需要在100千米左右的高度從4.8千米/秒減速到0;鹦翘綔y器的信號從火星傳到地球需要幾十分鐘,而探測器從運行軌道著陸到火星只需要7分鐘,因此地面人員無法干預探測器的著陸過程,完全依靠探測器自身來控制選擇。

4.“天問一號”的任務

“天問一號”將承載我國第一個火星探測任務,著陸在火星表面完成巡視探測,獲取火星科學數據,一次性實現對火星“環繞、著陸、巡視”三大目標。

火星探測器發射成功只是“萬里長征第一步”,“天問一號”還要進入地火轉移軌道,歷經約7個月飛行進入火星軌道范圍。之后,按照預訂計劃,“天問一號”將被火星引力俘獲,在地面測控系統的支持下進入環火橢圓軌道,運行到選定的著陸窗口。

第二步完成后,“天問一號”將減速落入火星大氣層,進入所謂的“死亡7分鐘”時間。由于火星距離地球太遠,信號傳輸一個來回就需要十幾分鐘時間,而整個著陸時間僅僅7分鐘,這意味著著陸過程不能由人工進行干預,而是由“天問一號”上自帶的著陸程序完成。

成功著陸后,火星車將從著陸平臺上走到火星表面,開展探測作業,為期大約90多天。

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