专家称中国自主火星探测尚有多道难关待克服

2011-10-27 15:43 来源: 解放日报
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  探月之后,目标何在?昨天(10月26日)在沪开幕的中国宇航学会深空探测技术专委会学术年会透露:中俄联合火星探测卫星“萤火一号”尚在待命,中国自主火星探测处于专家深化论证阶段。专家认为,如火星探测任务确定,我国在轨道设计、星地通讯、自主导航等方面尚有多道难关待克。此外,国际经验表明,小行星探测有助于验证多种深空探测能力。

  教育部深空探测联合研究中心褚君浩院士介绍,上世纪90年代以来,人类共发射14颗火星探测卫星,成功率并不高,其中美欧取得了成功或部分成功,俄、日卫星均有失败。据了解,火星探测之难主要源自空间纵深,地球与火星间的最近距离也在5500多万公里,最远时相距数亿公里,与40万公里外的月球不在一个数量级上。另外,人类对火星电磁环境、力环境、热环境、大气环境等尚不清楚,即使卫星抵达火星,也未必能直接测得有效数据。

  与探月任务相比,火星探测的时间窗口也十分有限,只有在两颗行星运行接近时才适合发射,从而大大节省燃料和能耗。“探测火星,每26个月才有一次发射机会。”探月工程副总设计师兼深空探测论证工程总设计师张荣桥认为,在地球到火星的卫星轨道设计等方面,还需航天科技人员加强基础研究工作。而发射后,卫星还需250天左右的时间才能飞至火星,漫漫长途中太阳辐射强度又进一步减弱,要求卫星太阳能电池的光电转化效率继续提高,卫星上的化学推进剂也面临极端环境下长期储存等问题。

  同样由于相去甚远,比起探月卫星与地面通讯的秒级时延,火星与地球的“对话”要拖40分钟左右。张荣桥打比方说,如地面接收到卫星发出的故障信号,其实20分钟之前已经出事了;而当地面发出指令,卫星也要20分钟后才能作出反应。因此专家表示,深空探测卫星必须拥有自主导航能力,包括自测量、自诊断、自纠错等。另外,探测火星所获取数据在回传过程中还存在空间衰减现象,需星地两端同时加强收发能力。

  目前,国际上对小行星的探测活动也较活跃,因为太阳系的小行星带位于火星、木星轨道之间,探测纵深较大,可有效实践能源动力推进、卫星自主导航等深空能力,用于其它探测任务。上海航天局总工程师陈杰认为,我国若实施小行星探测,可选择让卫星飞越小行星,或伴飞存在撞地风险的小行星,或附着在被喻为“宇宙化石”的碳类小行星上,也可“一星三用”同时达成上述三个目标。