美國(guó)毅力號(hào)晚發(fā)射一星期，為何還能比中國(guó)天問一號(hào)提前3月登陸？

“毅力號(hào)”火星探測(cè)器已經(jīng)于美國(guó)東部時(shí)間7月30日上午7:50分，在卡納維拉爾角空軍基地的發(fā)射場(chǎng)41號(hào)工位，由阿特拉斯V-541火箭送上了地球-火星的霍曼轉(zhuǎn)移軌道，將于2021年2月18日登陸耶澤洛隕石坑(Jezero crater)！

比較關(guān)心火星探測(cè)的朋友可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，早一個(gè)星期前7月23日出發(fā)的中國(guó)火星探測(cè)器“天問一號(hào)”將于4-5月份擇機(jī)在火星烏托邦平原登陸，這毅力號(hào)晚出發(fā)一星期，卻能提早三個(gè)月登陸火星？

毅力號(hào)和它的登陸地耶澤洛隕石坑(Jezero crater)

其實(shí)“毅力號(hào)”的官方中文名字已經(jīng)修訂成“堅(jiān)毅號(hào)”了，但種花家已經(jīng)用了很久的“毅力號(hào)”，不想改了，叫著順口！它是NASA的最新一代火星車，重大1043千克，與天問一號(hào)的火星車相比，是一個(gè)大家伙！

毅力號(hào)的上裝載有大量收集并儲(chǔ)存和保護(hù)樣品的金屬管，預(yù)計(jì)將被2026年到達(dá)火星的ESA探測(cè)器收集并帶回地球！金屬管中的巖石樣本將可能從火星表面采集，也有可能是火星地下的鉆探樣本！因?yàn)橐懔μ?hào)上還攜帶了9個(gè)鉆頭的鉆機(jī)！比洞察號(hào)還要多，真令人眼花繚亂！

另外毅力號(hào)還攜帶了大量的攝像頭，包括導(dǎo)航攝像機(jī)、光譜儀以及激光成像與高分辨率相機(jī)等，眾多設(shè)備將聯(lián)合運(yùn)作，完成NASA在新一代火星車的重要使命！

除了這些設(shè)備外，最引人矚目的是毅力號(hào)還帶了一架1.8千克重火星直升機(jī)，這將是有史以來(lái)第一次正式翱翔在火星的大氣層中，以往都是在降落階段的“恐怖七分鐘”才能低空欣賞下火星，而此次將以直升機(jī)慢悠悠的飛行在火星上空！

關(guān)于耶澤洛隕石坑(Jezero crater)

這是火星上一個(gè)著名的沖積平原，就像尼羅河三角洲一樣！很明顯這種地形是火星遠(yuǎn)古的河流沖積形成的，在偽彩色上看起來(lái)，如果忽略掉那個(gè)耶澤洛隕石坑的話，你會(huì)以為就在非洲的奧卡萬(wàn)戈三角洲上空！

毅力號(hào)選擇在此處登陸也是精挑細(xì)選過的，在確定登陸地之前，美國(guó)在2005年08月12日發(fā)射的火星勘測(cè)軌道飛行器，已經(jīng)為毅力號(hào)的登陸地詳細(xì)繪制了火星地圖，并且挑選了多個(gè)登陸點(diǎn)，在選擇了耶澤洛隕石坑后，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）研究人員用火星勘測(cè)軌道飛行器拍攝的地圖，制作了分辨率高達(dá)25厘米的著陸點(diǎn)詳細(xì)地圖！

因?yàn)榇颂帉��?huì)有火星遠(yuǎn)古河流豐富的沉積層，在這里打孔鉆探，將能獲取到遠(yuǎn)古火星豐富的沉積層，如果在數(shù)十億年前火星誕生過生命，那么必定將在沉積層中留下蛛絲馬跡！另外，有一個(gè)新聞大家必須要了解一下！

Jezero隕石坑的位置

7月28日曝出一條新聞，日本海洋地球科學(xué)技術(shù)局的Yuki Morono博士現(xiàn)了一億年前的微生物，經(jīng)過一個(gè)月培養(yǎng)后，Yuki Morono博士將這些來(lái)自一億年前的微生物成功喚醒！而這些微生物則來(lái)自太平洋5700深海底的80米處沉積物，根據(jù)地質(zhì)年代，這些沉積物來(lái)自白堊紀(jì)早期！

火星上遠(yuǎn)古沉積物中如果有微生物，如果他們能被喚醒，那會(huì)有什么結(jié)果？《異星覺醒》的劇情會(huì)重演嗎？想想應(yīng)該不可能，哪有那么厲害的生物嘛！

毅力號(hào)為什么能提早三個(gè)月在火星登陸？

其實(shí)上文介紹了那么多，毅力號(hào)能提早在火星登陸的原因也有部分在里面說(shuō)明了！不過更準(zhǔn)確的說(shuō)并非毅力號(hào)提早登陸，而是毅力號(hào)在登陸前的所有工作已經(jīng)被火星勘測(cè)軌道飛行器做完了！它為毅力號(hào)繪制了詳盡的地圖！

但天問一號(hào)到達(dá)火星時(shí)，那是一臉懵逼啊，那個(gè)高分辨率的地圖不要說(shuō)沒有，因?yàn)榛鹦强睖y(cè)軌道飛行器不會(huì)專門去勘察烏托邦平原上天問一號(hào)的登陸點(diǎn)，按現(xiàn)在兩國(guó)的關(guān)系，就算有NASA也不敢給啊，否則誰(shuí)排版此事被扣上帽子，那這輩子都完蛋了！

因此天問一號(hào)的繞落巡中的軌道器就是環(huán)繞火星時(shí)，在探測(cè)火星的各項(xiàng)數(shù)據(jù)之時(shí)，同時(shí)也將為著陸器規(guī)劃好登陸點(diǎn)，詳細(xì)探明周圍的地形，選定準(zhǔn)確的登陸點(diǎn)！

這個(gè)時(shí)間大約需要2-3個(gè)月！盡管天問一號(hào)和毅力號(hào)到達(dá)火星的時(shí)間也相差無(wú)幾，但登陸時(shí)間差那么久就是這個(gè)原因了！

隨著7月30日，美國(guó)“毅力號(hào)”火星探測(cè)儀的發(fā)射成功，這一輪的火星探測(cè)任務(wù)競(jìng)賽已經(jīng)告一段落。接下來(lái)就等著各國(guó)的火星探測(cè)儀到達(dá)火星，開啟屬于自己的探測(cè)任務(wù)了。

不少人留意到，雖然在時(shí)間上，發(fā)射順序是“希望號(hào)”，“天問一號(hào)”，最后才是“毅力號(hào)”，但是，毅力號(hào)卻比“天問一號(hào)”提前三個(gè)月登錄火星。這究竟是為什么呢？讓我們來(lái)了解一下最近火熱的火星探測(cè)。

霍曼轉(zhuǎn)移軌道

為啥大家都擠在7月底發(fā)射火星探測(cè)器？這里就不得不提到霍曼轉(zhuǎn)移軌道這個(gè)概念。1925年，一名叫霍曼的工程師提出了一個(gè)讓航天器變換軌道最優(yōu)的方案，該方案能夠使航天器在飛行的途中只需兩次引擎推進(jìn)，從而大大節(jié)省了燃料消耗。

對(duì)于火星探測(cè)器來(lái)說(shuō)，如果選擇在發(fā)射窗口期發(fā)射，當(dāng)探測(cè)器沿著霍曼轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)到與火星軌道交點(diǎn)時(shí)，這好能夠與火星相遇。由此可見，這樣發(fā)射的話，并不是為了節(jié)省時(shí)間使探測(cè)器盡快達(dá)到火星，而是為了能夠極大的節(jié)省了燃料，也就極大提高了飛船的載荷。通過這種方式，探測(cè)器從地球飛到火星需要八個(gè)月左右的時(shí)間。

對(duì)于火星探測(cè)器來(lái)說(shuō)，發(fā)射窗口為今年7月下旬和8月上旬，這個(gè)時(shí)間窗口每26個(gè)月才出現(xiàn)一次！原本上月底發(fā)射的歐盟和俄羅斯聯(lián)合研制的火星探測(cè)器，由于技術(shù)原因推遲，只能等到2022年再發(fā)射了。

“毅力號(hào)”火星探測(cè)器

由于運(yùn)載“毅力號(hào)”火星探測(cè)器的宇宙神運(yùn)載火箭之前問題不斷，因此“毅力號(hào)”發(fā)射時(shí)間不斷推遲，差點(diǎn)趕不上此次的發(fā)射窗口�！�毅力號(hào)”火星探測(cè)器預(yù)計(jì)2021年2月到達(dá)火星，屆時(shí)將降落在火星一個(gè)名叫杰澤羅撞擊坑的地方。科學(xué)家認(rèn)為該地區(qū)很久很久以前曾經(jīng)充滿了水，里面富含沉積的黏土，選擇在這里著陸也是為了尋找沉積物中存在過生命的可能。

此次“毅力號(hào)”火星探測(cè)器所肩負(fù)的任務(wù)可謂艱巨：首先是尋找火星存在過生命的痕跡，其次收集巖石和土壤樣本，為未來(lái)的火星采樣返回做準(zhǔn)備。最后，探索著陸區(qū)域的地質(zhì)多樣性，并為未來(lái)的火星任務(wù)驗(yàn)證新技術(shù)。值得一提的是，除了“毅力”號(hào)火星車，還搭載了一架小型火星直升機(jī)，對(duì)火星車著陸區(qū)域附近進(jìn)行空中偵查。

“毅力”號(hào)采用核動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用钚238原子核衰變釋放的熱量產(chǎn)生電能，從而持續(xù)穩(wěn)定的為火星車提供能量來(lái)源。除了核電池之外，還火星車配備有兩塊鋰離子充電電池，用來(lái)提供瞬時(shí)大功率用電。

當(dāng)然采用核動(dòng)力并非沒有缺點(diǎn)，首先在于其極高的成本，其次由于放射性元素的不斷衰變，其輸出功率會(huì)逐漸下降，不過還是可以使用14年。

“天問一號(hào)”火星探測(cè)器

作為中國(guó)首次發(fā)射火星探測(cè)器，本次任務(wù)也很復(fù)雜、艱巨，共有五大任務(wù)：繪制火星形態(tài)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖，調(diào)查火星表面的土壤特征和水冰分布，分析火星表面的物質(zhì)組成，測(cè)量電離層和火星地表氣候及環(huán)境特征，探索火星的物理場(chǎng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

“天問一號(hào)”將完成對(duì)火星的繞、落、巡三種形式的探測(cè)，復(fù)雜度和難度都很高。其中，繞是指軌道器環(huán)繞火星進(jìn)行探測(cè)，落是指著陸器軟著陸于火星表面，巡是指巡視器在火星表面移動(dòng)從而巡視探測(cè)。

天問一號(hào)環(huán)繞器在環(huán)繞火星探測(cè)期間，可以采集海量數(shù)據(jù)，全方位研究火星的磁場(chǎng)、大氣層、重力場(chǎng)、水、淺層土壤等方面，將提供火星方面豐富的數(shù)據(jù)，加強(qiáng)我們對(duì)火星的認(rèn)知。

“天問一號(hào)”比“毅力號(hào)”登陸火星晚的原因

不同于中國(guó)對(duì)火星了解的還不是那么全面、透徹，由于美國(guó)之前已經(jīng)發(fā)射了很多火星探測(cè)軌道飛行器，對(duì)火星進(jìn)行了多次全面的探測(cè)，并且對(duì)此次“毅力號(hào)”探測(cè)器的登陸點(diǎn)杰澤羅撞擊坑也進(jìn)行了詳細(xì)的探測(cè)，甚至制作了分辨率高達(dá)25厘米的詳細(xì)地圖。因此，“毅力號(hào)”到達(dá)火星以后，即可選擇合適時(shí)間進(jìn)行著陸。

過慣“苦日子”的中國(guó)科學(xué)家，既沒有這么多錢也沒有那么多時(shí)間來(lái)提前探測(cè)，跟美國(guó)要到相關(guān)數(shù)據(jù)的可能就更沒有了。因此，此次“天問一號(hào)”探測(cè)器相當(dāng)于把美國(guó)之前的探測(cè)工作一塊做了。

“天問一號(hào)”包括著陸器、巡視器和環(huán)繞器，當(dāng)其到達(dá)火星的軌道后，首先會(huì)認(rèn)真研究火星表面的情況，反復(fù)確認(rèn)著陸地點(diǎn)和最優(yōu)著陸窗口，從而確保登陸器可以更安全的登陸火星。

而“天問一號(hào)”需要“繞”火星大約3個(gè)月的時(shí)間，這就導(dǎo)致雖然“天問一號(hào)”和“毅力號(hào)”到達(dá)火星的時(shí)間差不多，但是登陸時(shí)間卻比“毅力號(hào)”晚3個(gè)月。

人類探測(cè)火星的歷史

火星有探測(cè)器墳場(chǎng)的稱呼，前蘇聯(lián)發(fā)射17次火星探測(cè)器，成功僅5次，成功率29%。美國(guó)發(fā)射了22次，成功了15次。歐洲發(fā)射了2次，成功了2次。俄羅斯發(fā)射了2次，失敗了2次。日本發(fā)射了1次，失敗了1次。印度發(fā)射1次，成功1次。阿聯(lián)酋“希望號(hào)”和中國(guó)“天問一號(hào)”、美國(guó)“毅力號(hào)”正在飛往火星的途中。

最后，我們祝愿所有的探測(cè)器都能順利完成自己的任務(wù)，為人類進(jìn)一步探測(cè)、開發(fā)太空打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！