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我國僅花了23個月就完成了一般5年才能完成的研制任務(wù),如果發(fā)射成功,“螢火一號”將在火星首次發(fā)回來自中國的問候
國際先驅(qū)導(dǎo)報(bào)記者金微發(fā)自北京 “火星在古代被稱為‘熒惑’,中國第一顆火星探測器取其諧音,命名為‘螢火一號’!
中俄聯(lián)合火星探測副總設(shè)計(jì)師、上海衛(wèi)星工程研究所研究員陳昌亞博士向《國際先驅(qū)導(dǎo)報(bào)》記者解釋“螢火一號”的來歷時,這樣說道,“別看它重量輕,但五臟俱全,它將攜帶照相機(jī)、磁強(qiáng)計(jì)等八件武器,肩負(fù)我國首次地外行星空間環(huán)境探測的重任!
今年10月將踏上征途
5月28日,在第三屆上海航展上,一個名為“螢火一號”的探測器成為焦點(diǎn)中的焦點(diǎn),這就是我國自主研制的首個火星探測器模型,它體重僅110公斤,本體長75厘米、寬75厘米,高60厘米,在展位上顯得有些小巧玲瓏。
上海航天局負(fù)責(zé)人在航展上透露,“螢火一號”已通過各項(xiàng)試驗(yàn)考核和驗(yàn)證,現(xiàn)已轉(zhuǎn)入“待發(fā)”狀態(tài)。今年10月,它將搭乘俄羅斯運(yùn)載火箭飛向太空,踏上前往火星的漫漫征途。與“嫦娥一號”到達(dá)月球38.4萬公里的距離相比,“螢火一號”的運(yùn)行距離是它的900倍——3.56億公里,在飛行11個月后才能到達(dá)火星軌道并開展科學(xué)探測。
我國火星探測計(jì)劃早在2006年就提出,2007年6月,中俄正式簽署商務(wù)合作協(xié)議——兩國于2009年10月聯(lián)合開展火星探測。
“火星每兩年才靠近地球,今年發(fā)射正好是一個機(jī)會”。陳昌亞說,根據(jù)中俄合作協(xié)議,“螢火一號”探測器將與俄羅斯“福布斯-格朗特”著陸探測器共同搭乘俄方運(yùn)載火箭升空。此后,“螢火一號”與“福布斯”將分道揚(yáng)鑣,“福布斯”轉(zhuǎn)途探測火衛(wèi)1,并登陸采集火衛(wèi)1的土壤返回地球,而“螢火一號”則進(jìn)入繞火星的橢圓形軌道,在火星大橢圓軌道上,展開太陽帆板,正式開始履行它的火星探測使命。
“它將探測火星的空間環(huán)境、探測研究火星表面水的消失機(jī)制、揭示類地行星的空間環(huán)境演化特征!鄙虾:教炀滞嘎段灮鹛柕脑O(shè)計(jì)壽命為2年(在軌運(yùn)行1年),此次探測是我國火星探測“繞、落、回三步走”項(xiàng)目計(jì)劃中的第一步——“繞”。
“螢火一號”的兩個相機(jī)將對火星和火衛(wèi)1進(jìn)行拍照,陳昌亞說:“探測器會把收集的各種科學(xué)數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)不斷傳回給我國的地面科研人員。”屆時,它將從火星發(fā)來第一次屬于中國的問候。但是,“螢火一號”完成使命后將不會返回它的故鄉(xiāng),而是永遠(yuǎn)地留在浩瀚的太空。
中俄合作與時間賽跑
目前,“螢火一號”已做好各項(xiàng)準(zhǔn)備即將運(yùn)往莫斯科,中俄兩國科研人員將對它進(jìn)行聯(lián)合測試,然后運(yùn)往哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努航天發(fā)射中心進(jìn)行發(fā)射。
從2007年6月中俄正式簽署合作協(xié)議到今年10月探測器正式發(fā)射,研制時間只有兩年多,上海衛(wèi)星工程研究所在接到任務(wù)后開始和時間展開賽跑。
“一般衛(wèi)星的設(shè)計(jì)至少要三年,火星探測器少說也得五年,我們加班加點(diǎn)工作,完全是把兩年當(dāng)作四、五年來用。”為了“螢火一號”的研制,今年大年初一時陳昌亞還帶領(lǐng)工作人員到北京科學(xué)院空間中心進(jìn)行單機(jī)和系統(tǒng)的測試。
“螢火一號”探測器在今年6月出廠,只用了23個月的時間!斑@在航天界算是一個奇跡”,陳昌亞的語氣充滿了自豪。
雖然俄羅斯為我們提供了很多幫助,但也因此帶來了局限!坝捎谶@次是俄方設(shè)計(jì)的軌道,這給我們探測器的研究增加了許多要求,我們必須面對“長火影”(長期火星陰影)!标惒齺喐嬖V記者,國際上的火星探測器一般不走赤道這種軌道,但由于與俄羅斯探測器捆綁一起,這種探測器要到火衛(wèi)1必須借助赤道軌道尋機(jī)著陸,而將“螢火一號”仍留在大橢圓赤道軌道上,從而將面臨探測史以來最長的8.8小時“長火影”。
8.8小時的焦急等待
在“螢火一號”未來的火星之旅中,它將遭遇7次“長火影”,零下200多度的“黑夜”狀態(tài)最長時間持續(xù)達(dá)8.8小時。而以太陽能為主要動力的“螢火一號” 在此期間無法接收陽光,為了保存能量,部分單機(jī)不得不進(jìn)入休眠狀態(tài)以保持最低功耗,當(dāng)“長火影”結(jié)束后再加熱、加電喚醒。
陳昌亞回憶起今年2月的那次試驗(yàn),當(dāng)時,實(shí)驗(yàn)室里一片黑暗,已見雛形的“螢火一號”正艱難地依靠自帶的電池維系著休眠狀態(tài)的運(yùn)作,這里嚴(yán)格模擬著火星最嚴(yán)酷的環(huán)境:充滿了液態(tài)氮和氦的空間,溫度只有-260℃。
在陳昌亞看來,這8.8個小時漫長的如同一個世紀(jì)。8.8個小時過后,“螢火一號”上的16臺單機(jī)均能喚醒且正常工作,“這證明我們的設(shè)計(jì)正確、實(shí)驗(yàn)進(jìn)展很順利,我的心情也輕松多了!
2006年美國“鳳凰號”也是因?yàn)榛鹦堑膰?yán)寒,在“凍僵”后無法蘇醒,能量耗盡致使其長眠火星。如果“螢火一號”最后實(shí)踐成功,那將會創(chuàng)造穿越火影的最長紀(jì)錄。
5大技術(shù)難題最終攻破
如今,深冷環(huán)境適應(yīng)技術(shù)、活動部件及電子器件休眠-喚醒技術(shù)、姿控自主控制、深空測控技術(shù)、整星磁清潔控制技術(shù)等五項(xiàng)技術(shù)難關(guān)均已闖過,在23個月內(nèi)解決了這些難題,也創(chuàng)造了國內(nèi)航天研究史的多項(xiàng)第一。
“目前,‘螢火一號’已經(jīng)按照環(huán)境條件做完了所有的試驗(yàn),一切正常!蔽灮鹨惶柺抢^神舟載人飛船、嫦娥探月工程后,我國又一次重大航天科學(xué)計(jì)劃,它將成為中國航天史上一個新里程碑!八鼤䦷游覈羁仗綔y技術(shù)的發(fā)展,為深空其他行星的探測打下基礎(chǔ)。”陳昌亞說。
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