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"探火"任务为什么要用长征五号运载火箭

2020-07-20 10:20:56  来源:新华网

17日,长征五号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区总装测试工作后,垂直转运至发射区,计划于7月下旬到8月上旬择机实施我国首次火星探测任务。作为目前我国现役运载能力最强的火箭,被亲切称为“胖五”的长征五号此次将迎来它的第四次发射。那么,为什么说“探火”任务非“胖五”莫属?

长征五号运载火箭2006年由国家正式批准立项研制,2016年11月3日在中国文昌航天发射场成功首飞,可谓十年磨一“箭”。长征五号运载火箭外形巨大,总长约57米,箭体直径达到5米,而此前我国现役火箭箭体直径最大的只有3.35米,由于其显著粗壮的外形,被亲切成为“胖五”。

据了解,人类探测火星的方式与探测月球的方式基本类似,包括环绕探测、着陆探测、巡视探测、采样返回探测和载人登陆探测等五种。其中采用环绕探测方式可以对火星进行整体普查甚至是全球勘测;采用着陆探测和巡视探测方式可以对火星进行区域性详查;采用采样返回探测和载人登陆探测方式可以对火星进行区域性精查。但它们按前后顺序来说技术难度是越来越大,所以一般都采用循序渐进的方针,先进行环绕探测,然后进行着陆探测、巡视探测、采样返回探测,最终进行载人登陆探测等。

专家介绍,目前,人类在探月的历程中,这些探测方式都采用过,但每次发射基本上只采用其中的一两种探测方式。与月球探测相比,由于火星距地球的距离比月球距地球的距离遥远得多,探测火星的难度也比探测月球的难度大得多。因此,至今人类对火星的探测只采用过环绕探测、着陆探测、巡视探测方式,未来的目标是对火星进行采样返回探测和载人登陆探测,但难度、投资和风险都将很大。

航天科普专家钱航告诉记者,一次发射完成多种探测的好处是可以“少花钱,多办事”,但技术复杂,风险很大,所以一般很少采用。目前,只有美国成功实现过一次发射完成环绕探测和着陆探测。欧洲曾两次进行类似的火星探测活动,但都只完成了环绕探测,着陆探测均以失败告终。

“我国即将实施的首次火星探测任务,计划通过一次发射完成火星环绕、着陆和巡视三项任务,起点很高,同时也具有很大挑战性。”钱航介绍,发射深空探测器,需要运载火箭提供足够的发射能量,使探测器获得足够大的初始速度。在分离速度确定的条件下,重量越大的探测器,所需要的发射能量也越大。在长征五号火箭出现之前,当时运载能力最强的长征三号乙运载火箭,大约可以将两吨左右的探测器送入地火转移轨道,而长征五号运载火箭的地火转移轨道发射能力,超过了5吨。所以说“探火”任务,只有“胖五”能够胜任。

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