中国首个火星探测器“萤火一号”升空

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中国首个火星探测器“萤火一号”升空
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俄“天顶”运载火箭

新华网快讯：中国首个火星探测器“萤火一号”和俄罗斯“福布斯－土壤”探测器北京时间9日4时16分在位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场搭载俄“天顶”运载火箭顺利升空。

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揭秘中国火星探测器萤火一号 将飞行3.5亿公里
2011年10月29日02:38人民日报海外版

图为萤火一号和火星的模拟图

　　火星，当前国际深空探索中的最热目的地，即将迎来一位不到120公斤的小个子“游客”。别看它貌不惊人，却将为今年已屡创辉煌的中国航天史再添上绚丽的一笔。如果说天宫一号发射成功让中国人在近地空间驻留更长时间成为可能的话，那么，它则会把我们的视野带到更遥远的深空。

　　萤火一号，我国首枚火星探测器，已于日前成功运达哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场，预计将于11月9日凌晨搭乘俄罗斯的“天顶”号运载火箭与“福布斯—土壤”探测器一起发射升空。

　　先遣部队，开启火星探测之门

　　自中国国家航天局2000年宣布空间科学成为我国民用航天的重要组成部分以来，中国空间探测的步伐就从未停止，地球空间双星探测计划、月球探测工程先后上马并取得阶段性进展。8月25日，嫦娥二号卫星准确进入太阳与地球引力平衡点——距离地球约150万公里的拉格朗日L2点的环绕轨道，成为太阳系中飞得最远的中国来客，但这样的距离相对于萤火一号的旅程来说也只能算是“小巫见大巫”，后者将飞行约3.5亿公里，在此过程中迈出中国深空探测的重要一步。

　　在我国深空探测的整体设想中，火星无疑是最为重要的探测对象。中国科学院空间科学与应用研究中心主任、萤火一号工程应用首席科学家吴季在接受本报专访时表示：“中国科学家很早以前就有探测火星的愿望，并利用国外探测数据做了一些工作。由于第一次探测必须先用轨道器而不是着陆器进行围绕探测，因此，萤火一号可以被比喻为我国火星探测的先遣部队。”

　　火星探测难道只是为了满足人们的好奇心吗？还是蕴含更为现实的动因呢？吴季介绍，研究火星就相当于研究地球的历史和未来。地球虽然在太阳系中极为特殊，成为人类目前唯一的家园，但这种情况绝非一成不变。历史上，地球就曾出现过像现在的火星一样、异常寒冷的时期。作为地球的近邻，火星的地质环境和很多基本参数都和地球接近，面对目前全球变暖的趋势，我们同样有理由发问：未来地球会不会变得太热，以致于海水都蒸发掉，成为第二颗火星？这些问题只有通过比较其他行星的历史和现状才能得到答案。

　　国际合作，探索火星空间环境

　　萤火一号这回是搭了俄罗斯的火卫一探测器“福布斯—土壤”的“顺风车”，据吴季介绍，俄罗斯科学院再次实施火星探测计划后，火箭留有一定的运载余量，于是主动邀请中国参加该计划并搭载一个微小卫星。对于中国来说，在还没有建立起真正的深空测控网之前，借用俄罗斯的飞船一同飞往火星并开展联合探测，可以大大地将我国科学家利用自主的探测数据深入开展对火星研究的时间提前。在此背景下，萤火一号应运而生。

　　萤火一号此次肩负的主要使命是对火星的空间环境展开探测。俄罗斯科学院宇宙空间研究所所长列夫·泽廖内近日表示，即将升空的俄“福布斯－土壤”和中国萤火一号火星探测器将帮助两国科学家加深对火星大气的了解，这将是人类首次利用两个处于不同位置的航天探测器同时对火星电离层和磁场进行研究。

　　吴季透露，自1960年以来，人类已经向火星发射了40多个探测器，其中15次成功进入了火星轨道，8次成功着陆，并释放了3辆火星巡视车。但是，这些探测计划的科学目标几乎都是追踪水的痕迹、发现生命信号，其轨道也大都是极轨圆轨道。只有俄罗斯的“福波斯2号”曾经对火星的空间环境开展过探测，但只工作了三个月就与地面失去联系。因此人类对火星的高层大气、电离层、磁层环境和太阳风的相互作用等都了解甚少，萤火一号正好填补了此项空白，在国际上具有重要地位。

　　深空测控，面临3大严峻考验

　　清华大学航空航天学院副院长李俊峰在接受本报采访时表示，此次发射萤火一号，技术验证或者说实验的成分更多一些，以便积累相关经验，为以后独立开展火星等行星的深空探测工作夯实基础。他告诉记者，俄罗斯的“天顶”号运载火箭就像“老司机”一样经验丰富，萤火一号成功进入火星轨道的问题应该不大，难题在于跟组合系统分离后如何开展深空测控和通信。

　　经过40多年发展，我国已经完全有能力研制出包括月球探测器和火星探测器在内的各类探测器。吴季坦言，萤火一号在技术上最大的挑战是“小”。受发射重量限制，萤火一号之轻，在人类历史上也属罕见。载荷小，距离远，任务重，萤火一号的火星征程可谓荆棘遍布。

　　挑战之一来自于7个长达8.8个小时的火星阴影，在此期间探测器将得不到来自太阳的能量，只能让部分部件进入休眠状态，届时周围环境温度低于零下200℃，萤火一号随时面临“冻死”的危险；其次，超远距离会带来信号衰减和传输时延等困难，更何况我国还没有覆盖全球的深空探测网，仍需俄罗斯和欧洲空间局的地面站帮忙分时段接收信号，但即使3个地面站联合起来，也只能下载萤火一号获取的5%到10%的数据；此外就是多星定向的问题，即往地球传送数据时要对地球定向、拍摄火星时仪器要对火星定向、太阳能帆板还要随时对太阳定向……这对探测器的姿态控制来说是一个不小的难关。

　　火星探测大事记

　　1960年10月10日：前苏联向火星发射第一枚探测器，但这枚探测器连火星环绕轨道都没有到达。

　　1962年11月1日：前苏联发射了“火星１号”探测器，成功进入前往火星的轨道，但在飞离地球１亿公里左右时与地面失去联系，通常被看作是人类火星探测的开端。

　　1964年11月28日：美国“水手4号”开始８个月的火星之旅，成为有史以来第一枚成功到达火星并发回数据的探测器。

　　1971年5月31日：美国“水手９号”升空，成为第一个火星轨道飞行器。它首次拍摄到火星全貌。

　　1996年12月4日：美国发射“火星探路者”，携带“旅居者”号火星车登陆火星。科学家根据发回的图片信息判定，火星曾经温暖和潮湿。

　　1998年7月3日：日本发射“希望”号探测器，成为世界上第3个发射火星探测器的国家，但“希望号”于2003年12月9日被迫放弃。

　　2001年4月7日：美国发射“奥德赛”火星探测器，标志着美国火星探测计划重新启动。2002年，“奥德赛”发现火星表面和近地表层中可能有丰富的冰冻水，但这一问题目前存在争议。

　　2003年6月10日：携带“勇气”号火星车的美国“火星探测流浪者”号探测器发射升空，2004年１月３日在火星表面成功着陆。

　　2007年2月25日：欧洲航天局的“罗塞塔”彗星探测器靠近火星飞行，顺利完成利用火星引力调整飞行速度和轨道的任务。

　　2007年8月4日：美国发射“凤凰号”探测器，它在火星北极区域登陆后收集了冰样，而且还发现火星表面土壤的化学成分与海水非常类似。11月10日后“凤凰号”与地面失去联系。

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俄罗斯国家宇航局负责人表示，俄无人火星探测器未能成功进入飞向火星的正确轨道。具体原因是探测器的一个引擎失效。图为变轨计划图。

　　中新网11月9日电 据俄新网报道，俄罗斯联邦航天局局长称，9日凌晨在哈萨克斯坦境内拜科努尔发射场发射、搭载有中国“萤火一号”火星探测器的“福布斯－土壤”探测器在与运载火箭分离后，目前未能按计划变轨。


　　局长普沃金(Vladimir Popovkin)说：“这对我们来说是一个艰难的夜晚。因为(在分离后)我们观测不到这个航天器。”“现在我们查明是探测器的引擎未能启动。”

　　“这是一个复杂的轨道，机载电脑未能对引擎发出‘启动’的指令。”

　　据此前报道，中国首颗火星探测器“萤火一号”同俄罗斯“福布斯－土壤”探测器于北京时间9日4时16分在位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场搭乘俄运载火箭发射升空。

　　据俄罗斯联邦航天署发布的消息，将“萤火一号”和“福布斯－土壤”送入太空的是俄罗斯“天顶－2SB”运载火箭。升空后，“福布斯－土壤”探测器上的主发动机将开始工作，并通过3次点火将两个探测器送入环火星轨道，全部飞行过程将历时300天左右。

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中新网11月11日电 据《文汇报》报道，搭载中国火星探测器“萤火一号”的俄罗斯“福布斯－土壤”探测器，因未能变轨前往火星，现环绕地球上空207至341公里的轨道运行，不过俄航天局昨日（10日）先后两次抢救均未成功。有航天专家担心，若抢救失败，载有12吨有毒火箭燃料的探测器，可能在数周内跌回地球，引发灾难。

美国太空总署(NASA)太空专家约翰逊指出，若燃料保持液态，大部分将连同探测器在大气层燃烧。但若燃料凝结，未必能完全燃烧，将对地球生态构成威胁。有专家担心，含有四氧化二氮及联氨的燃料可在数周内因低温而凝结，一旦出事，随时可能成为“最危险坠地人工物”。

两次抢救均告失败

俄罗斯航天局长波波夫金表示，探测器两个引擎均未能点火，可能是定位系统失灵所致，工程师要赶及电池3日内耗尽前，重新设置探测器的电脑程序。当局早前形容抢救成功只能“寄望于奇迹降临”，昨日（10日）航天局先后两次尝试与探测器连线，但均告失败。

报道指，由于目前双方只能单向沟通，当务之急是将探测器带到更高轨道，以便接收更详细指令。据悉，当局稍后会再尝试与探测器连线，欧洲太空总署(ESA)亦会协助。

专家提议修復软件

NASA太空顾问奥伯格称，火箭并无爆炸或局部着火迹象，属健康状态，仍有挽救机会，他表示，电池有动力将探测器移回预定轨道，现时最要紧是重掌控制权。俄方早前被迫请求南美洲国家为探测器定位，奥伯格警告通讯是最大隐忧。另一专家贝茨表示，若能修復软件问题并上载至探测器，任务尚有一丝希望。

俄罗斯8月发射“进步”号货运飞船为国际太空站提供补给，但飞船升空后未能进入预定轨道，宣布失败。俄国主要报章均担心事件会重演，长远失去太空这个科研场地。造价1.65亿美元的探测器原定明年到达火星轨道，2013年2月登陆其卫星“福布斯”，2014年携带200克泥土样本返回地球。