中美火星探測(cè)，差距在哪里

本報(bào)記者　郭媛丹　本報(bào)特約記者　晨陽(yáng)

中國(guó)天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器于15日成功在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)著陸，火星上首次留下中國(guó)人的印跡。美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)15日稱，中國(guó)由此成為全球第二個(gè)能在火星表面展開(kāi)科研探測(cè)的國(guó)家。但也有部分西方媒體稱“中國(guó)不過(guò)是重復(fù)了美國(guó)多年前就完成的事而已”。在火星探測(cè)領(lǐng)域，中美技術(shù)有何不同？《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者16日就此采訪了多名航天專家。

傳統(tǒng)著陸方式不代表落后

在15日的降落過(guò)程中，天問(wèn)一號(hào)自主完成了難度非常大的“驚魂9分鐘”：它首先借助火星大氣進(jìn)行氣動(dòng)減速，克服超高速摩擦產(chǎn)生的高溫、氣動(dòng)帶來(lái)的姿態(tài)偏差等挑戰(zhàn)，將每小時(shí)約2萬(wàn)公里的下降速度減掉90%左右；緊接著，天問(wèn)一號(hào)打開(kāi)降落傘，進(jìn)行傘系減速，當(dāng)速度降至每秒100米時(shí)再通過(guò)反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速，進(jìn)入動(dòng)力減速階段。距離火星表面100米時(shí)，天問(wèn)一號(hào)進(jìn)入懸停階段，精準(zhǔn)避障、緩速下降后，著陸巡視器在緩沖機(jī)構(gòu)和氣囊的保護(hù)下穩(wěn)穩(wěn)降落在火星表面。

《航空知識(shí)》主編王亞男16日對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，美國(guó)在火星探測(cè)領(lǐng)域成功次數(shù)非常多，降落模式更是花樣繁多：氣囊彈跳方式、反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速方式和看上去最令人匪夷所思的“天空起重機(jī)”方式。

他表示，中國(guó)天問(wèn)一號(hào)采用反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速方式并不代表落后，而是根據(jù)火星車(chē)的實(shí)際需求制定的降落方法。例如采用“天空起重機(jī)”的美國(guó)“毅力”號(hào)火星車(chē)重量超過(guò)1噸，如果用傳統(tǒng)的著陸方式，著陸器需要很強(qiáng)大的支撐結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)致探測(cè)器非常笨重。而天問(wèn)一號(hào)搭載的祝融號(hào)火星車(chē)重量只有240公斤，雖然它的著陸方式看起來(lái)傳統(tǒng)，卻是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的成熟技術(shù)?！拔覀?cè)谔皆氯蝿?wù)時(shí)不止一次地實(shí)踐過(guò)，所以在登陸火星時(shí)使用該技術(shù)無(wú)疑是最可靠的。中國(guó)首次登陸火星，確保任務(wù)的圓滿成功是目的所在?！?/p>

空氣動(dòng)力學(xué)家、航天技術(shù)專家黃志澄16日接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)也表示，具體采用什么降落方式，取決于火星車(chē)的重量和使命。例如“天空起重機(jī)”也無(wú)法滿足未來(lái)火星載人著陸器需求，后者重量可能達(dá)到13噸以上，因此屆時(shí)美國(guó)還需要發(fā)展新的技術(shù)。

缺乏一手核心數(shù)據(jù)

王亞男表示，美國(guó)在之前多次的火

星探測(cè)任務(wù)中，積累了豐富的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，這種優(yōu)勢(shì)是中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)無(wú)法相比的。航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部火星巡視器總體主任設(shè)計(jì)師陳百超坦承，“我國(guó)首次實(shí)施火星探測(cè)任務(wù)，沒(méi)有火星環(huán)境特別是大氣等參數(shù)的一手?jǐn)?shù)據(jù)，相當(dāng)于在一個(gè)完全未知的環(huán)境步步摸索，難度可想而知。”

缺乏一手核心數(shù)據(jù)也是天問(wèn)一號(hào)為何在火星軌道上停留3個(gè)月才降落的重要原因之一。目前美國(guó)航空航天局（NASA）在火星軌道運(yùn)行有“火星勘測(cè)軌道飛行器”“火星大氣與揮發(fā)演化”探測(cè)器和“火星奧德賽”號(hào)等多個(gè)探測(cè)器，它們不僅提供了火星環(huán)境的大量數(shù)據(jù)，而且還可為“毅力”號(hào)火星車(chē)提供中繼通信服務(wù)，使后者可以安心地直接降落在火星表面。

中國(guó)天問(wèn)一號(hào)就沒(méi)這么好的條件，由于美國(guó)禁止NASA與中國(guó)展開(kāi)航天合作，天問(wèn)一號(hào)必須預(yù)先借助自身攜帶的高分辨率相機(jī)，選擇好合適的區(qū)域才能降落。此外，在火星軌道上分離的天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器還將“一機(jī)多用”：它先作為飛行器，將著陸巡視器送至火星著陸軌道，然后作為通信器，建立與地球之間的中繼通信鏈路，未來(lái)還要作為探測(cè)器對(duì)火星進(jìn)行科學(xué)探測(cè)。

探測(cè)任務(wù)難度有差別

專家普遍承認(rèn)，美國(guó)“毅力”號(hào)火星車(chē)的探測(cè)任務(wù)比中國(guó)天問(wèn)一號(hào)的難度更高。黃志澄表示，“毅力”號(hào)上搭載的儀器主要是用于探索火星上是否存在生命，目標(biāo)是為載人登火星做準(zhǔn)備。而中國(guó)主要是關(guān)注火星土壤和環(huán)境，雙方在探測(cè)技術(shù)上也有差距。

王亞男表示，“毅力”號(hào)攜帶的火星直升機(jī)首次在地球以外的大氣中飛行，意義非常重大。其次，“毅力”號(hào)還首次以火星大氣中的二氧化碳為原料，直接通過(guò)高溫電解的方式生成一氧化碳和氧氣，這意味著人類在技術(shù)上有可能以火星大氣為原料直接制取呼吸所需要的氧氣。他認(rèn)為，“在火星探測(cè)領(lǐng)域，中國(guó)還是初次到訪者?，F(xiàn)在進(jìn)行的包括對(duì)于火星表面的巖石成分、土壤、地質(zhì)和大氣構(gòu)成等基礎(chǔ)研究，是探測(cè)火星必須要做的必修課。而美國(guó)已經(jīng)是屢次到火星‘串門(mén)的行家，因此在火星上工作內(nèi)容肯定比中國(guó)要深入和豐富?！钡麖?qiáng)調(diào)，總體而言，中美在火星探測(cè)技術(shù)的差距正在縮小?！?/p>