"天问一号"箭正在弦上，什么时候"奔火"看TA神色

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　　起源：科普地方厨房 | 北京科技报

　　采访专家：郭建广（国度空间天色预告台副台长）

　　天问一号行将发射，此前阿根廷心愿号曾因天色缘由两次推延发射。那末天色前提正在发射火星探测器中有多首要？空间天色指甚么？

　　人类迎来两年一次的“火星探测窗口期”，多国均有“探火”方案。7月17日，我国长征五号遥四运载火箭也已正在中国文昌航天发射场实现技巧区总装测试转运至发射区，正在实现火箭性能反省以及联结测试工作，并确认终极状态后，火箭将加注推动剂，将我国首个火星探测器“天问一号”送往太空。据中国空间技巧钻研院音讯，按预约方案，发射将于7月23日阁下进行，2021年2月11日到达火星，2月21日变轨进入停靠轨道，4月择机登岸。

　　此前，阿联酋“心愿”号火星探测器曾因天色缘由两次推延发射，终于于7月20日搭载H2A运载火箭从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心胜利发射升空。

　　天色前提正在发射火星探测器中的作用有多首要？发射“窗口期”以及天色有甚么关系？发射进程中和前进进程中需求做哪些空间天色保证？正在“天问一号”发射升绝后夕，北京科技报 | 迷信加记者采访了国度空间天色预告台副台长郭建广，讲解年夜国重器“看天”航行的内幕。

　　窗口期为什么两年一次？

　　火星之以是成为人类太空移平易近的首选地，起首是由于它与地球同处于太阳系的宜居带上，是与地球绝对间隔比拟近的街坊之一。不只如斯，通过人类多年的火星探测以及钻研，咱们发现，火星与地球类似的地方还真很多。

　　以及地球同样，火星四周也覆盖着年夜气层，火星也有公转以及自转，也领有春夏秋冬四序轮换。火星的一天是24小时37分，与地球有着简直相反的日夜轮替工夫，正在火星上看到的太阳也是东升西落。火星上的一年约莫等于687个地球日，也就是说火星上一年相称于地球上两年的工夫。

　　尽管火星与地球非常类似，然而就今朝已知的火星环境，还远不克不及餍足人类根本的生活需要，比方火星的年夜气太粘稠、氧气含量过低、日夜温差太年夜……

　　依照方案，“天问一号”火星探测卫星要一次性完成盘绕、着陆以及巡视三年夜义务，这是我国第一次向火星发射的探测卫星，将正式拉开我国行星探测的年夜幕。

　　为何天问1号也会抉择正在此时发射？国度空间天色预告台副台长郭建广引见，依据地火正在太阳系的绝对静止关系，约26个月呈现从地球发射探测器到火星最好机会，这时期，太阳、地球以及火星根本正在一条直线上，也就是地球以及火星绝对间隔比来，发射探测器的老本最经济，这就是所谓的“窗口期”，一旦错过就需求期待两年多。

　　天色好是火星探测器发射的先决前提

　　郭建广说，我国的天问一号火星探测器从文昌发射升空后，要通过地球年夜气层，电离层，磁层等，这些进程跟一般卫星发射类似，需求亲密存眷高空天色和空间天色情况。由于探测器正在腾飞的进程，从高空不断升空到几十千米，高空的天色对腾飞的姿势等城市孕育发生很年夜的影响。

　　比方阿联酋“心愿号”因天色缘由两次提早发射，就次要是由于日本发射场上空的雷暴天，年夜气中的这类雷电交集可能就会间接击中火箭。别的探测器从高空发射到几十千米地面时期，过年夜的风速，和风切变，也会对火箭的航行姿势孕育发生肯定的影响。因而低层的空间天色的影响十分首要，也是探测器发射胜利与否的一个先决前提。这就好比飞机腾飞，气候前提是先决前提同样。“简略来讲，空间天色宁静、不磁暴，风速没有年夜，下雨但没有夹带雷电等气候前提下，就比拟适宜发射探测器。” 郭建广说。

　　空间天色灾祸可以使卫星殒落

　　当探测器顺次进入磁层、行星际空间，踏上漫长的奔火旅程时，此时就需求存眷空间天色的影响了，卫星测控可能遭到太阳风暴的影响，旌旗灯号品质降落甚者中缀，探测器也可能遭到各类高能粒子打击而发作毛病，尽管眼下正处于太阳流动低年，太阳风暴发作的概率较小，但长路漫漫，也没有扫除偶然发作的太阳风暴，可能会对探测器航行孕育发生影响。

　　那末到底甚么是空间天色？郭建告白诉记者，字面下去了解的话，空间天色是正在天色前加之了“空间”的定语，也就是说它与天色相干联，但同时又有区分。老苍生普遍了解的天色是指30千米如下的年夜气层的流动景象，比如说起风年夜雨，这都属于高空天色的范围。而从30千米以上中高层年夜气、电离层、磁层，不断到太阳，整个日地空间范畴内的空间环境的状态或许变动，咱们称为空间天色。空间天色会影响人类天基以及地基技巧零碎的失常运转以及牢靠性，空间天色事情的次要泉源就是太阳流动。浅显点说，次要影响的是航天器的平安运转，其次是导航以及通讯。

　　他增补到，空间天色不阴晴之分， 但有太阳以及近地空间的“宁静” 与“扰动” 之别。正如人们的生存遭到天然界的风霜雨雪影响同样，安谧的太空也有着神奇莫测的“空间天色”。 空间天色中的“风” 是太阳风， “雨” 是来自太阳的带电粒子雨。猛烈变动的空间天色状态对人类的航天流动的有十分重大的影响， 空间天色灾祸可以使卫星提前生效甚至殒落，通讯中缀，导航、跟踪失误等。

　　据理解，灾祸性空间天色事情包罗太阳质子事情、地磁暴以及电离层暴等。 此中太阳质子事情对航天器的影响次要是太阳能电池以及各类电子设施的侵害。正在地磁暴时期，地球四周特地是辐射带区域带电粒子“数目”以及“能量”会聚，当航天器穿过这些顽劣的空间环境时，有可能引发外表充电、深层充电等重大要挟航天器平安的景象； 来自太阳高能粒子的轰击还会招致单粒子事情，轻者扭转较量争论机的软件指令，孕育发生软谬误，乃至招致集成电路等电子设施的物理损坏；同时地磁暴时期，地球高层年夜气会被加热并收缩，从而明显添加对低轨道航天器的拖曳力，招致航天器轨道降落以及寿命缩短。

　　火星探测器“奔火”前要 “裸足疾走”

　　自地球上有生命以来，地磁场正在地球外表构成的宏大磁层，维护了地球的年夜气层，没有被太阳风吹走，并且浓重的年夜气层中以及了年夜局部的宇宙射线，对人类以及其余生命的损伤性辐射。

　　郭建广说通知记者，关于盘绕地球的卫星来讲，地磁磁层对它们也有肯定的维护作用。火星探测器外行进进程中，年夜局部工夫处于行星际空间，少了地球的磁层自然维护樊篱，探测器就会遭到来自宇宙线以及太阳高能粒子间接影响，有可能发作单粒子事情，就会对探测器的平安航行孕育发生影响，并且火星探测器跟着工夫推移，离咱们愈来愈远，旌旗灯号的提早最长可达20分钟，对探测器的状态监测以及异样应答老是正在滞后，因而火星探测器奔火旅程有点像“裸足疾走”，需求一些特地的设计，能力保障它依照既定道路行进。然后期的盘绕，下降以及巡视，则更需求综合思考火星地表的灰尘以及沙暴，火星年夜气以及空间环境，这些与地球的差别比拟年夜，都需求空间天色的保证，因而空间天色贯通了火星之旅的全进程。

　　“天问一号”火星探测方案属于我国严重的航天义务，从立项之后，气候部门就踊跃参加此中，与相干义务单元屡次对接空间天色保证需要。正在发射前，咱们对曾经发射窗口时期的空间天色进行预告，而正在探测器奔火途中，方案为星地测控提供一些辅佐的撑持，将来还将以及一些相干科研部门协作，提供火星上的空间环境保证产物，心愿能做出一些实际的产物来撑持的火星探测。

　　将来会有火星天色预告吗？

　　将来能否有可能会失去火星天色预告？郭建广以为，将来人们的探测器能抵达之处，空间天色城市有所触及。比方美国最远的旅行者一号曾经飞出了太阳系，旅行者二号也飞到了太阳系的边缘，实地探测到了日球层，相似地球磁层，理解以及意识它们，就能为咱们积攒更多的空间天色实践。今朝，与地球长期探测钻研相比，对火星环境的探测是断断续续的，因而短时间内可能只能把握火星局部气象变动法则，然而借助于地球天色的常识积攒，“公布”火星天色预告的也没有是不成能。要钻研火星天色，需求先观测，需求有肯定长期的材料积攒，然而跟着火星探测的一直深化，这究竟没有会只是胡想，究竟结果人类没有会永远躺正在地球的摇篮里。

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