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中国真正第一次火星探测:揭秘不为人知的“萤火一号”

2020-7-27 18:47 来源: 快夜夜骑视频 科学资讯

7月23日,海南文昌发射场,中国第一次自主火星探测任务顺利开启,长征五号运载火箭将“天问一号”探测器成功送入太空,前往红色星球。

事实上,这并不是中国的第一次火星探测任务。2011年,我国的“萤火一号”火星探测器计划搭乘俄罗斯火箭的便车前往火星,结果不幸失败。

今天,中科院发布了一则“萤火一号”任务首席科学家、中国科学院空间科学与应用研究中心主任吴季撰写的长文,详细回顾了“萤火一号”的那段历史,其中的经验、教训都值得后续航天活动参考。

2005年,罗斯计划重启火卫一探测计划“福布斯-土壤”,并将其土壤带回地球。中科院方面听闻后,就计划利用俄罗斯火箭110公斤左右的载荷余量设计一颗小卫星,探测火星的大气和空间环境,很快就得到了批准。

为何取名为“萤火”?吴季也给出了详细的解读:

在很多建议中,我们选择了中国古代对火星的称谓“荧惑”的谐音——萤火。这使得这个项目听起来很小,仿佛是暗夜中的一个小小的萤火虫,但实际上,它却是飞进太阳系、进入深空、奔向火星的一个最小的探测器。

与我们国家独立自主的探月计划——嫦娥工程相比,它无论是从经费体量上还是从参研队伍的人数上等各个方面,都无法与之相比。将其称为“萤火一号”,也是一个十分低调和不与嫦娥工程争辉的意思。

不过,它的科学目标那么突出,技术又是那么先进,应该是深空探测计划中的一颗名副其实的明星。

中国真正第一次火星探测:揭秘不为人知的“萤火一号”
中央美术学院著名书法家况尉为“萤火一号”题词

萤火一号的主要科学任务,一是联合俄罗斯对火星大气和电离层进行掩星探测,二是借助磁强计和粒子探测仪,揭示更真实的火星空间环境,测得从火星表面逃逸的氧粒子的流量,从而判断火星上水的流失总量,推算出10亿年前火星表面上到底有多少水。

2006年2月,中方人员赴莫斯科,与俄罗斯科学院空间所顺利敲定了和欧洲计划。

2007年年中,国家航天局做出决定,指定由上海航天局负责承担火星探测器的研制任务。

发射任务预定在2009年10月,必须提前6个月运到莫斯科进行测试,研制时间实际不到3年,而中国方面此时在火星探测方面经验为零,要研发的探测器又是世界最小的。

在困难面前,从来没有低过头的中国航天人突破了超高灵敏度应答机、长火影带来的超低温环境等多个关键技术,终于在2009年4月将正样探测器运抵莫斯科。

没想到,俄罗斯错过了发射窗口,任务不得不推迟到2011年11月,“萤火一号”先行返回国内。

2011年6月,“萤火一号”重返莫斯科,当年11月9日凌晨3点顺利升空,但遗憾的是,火箭发射后只传回一次遥测信号就彻底失联,在200公里高的轨道上飞了两个月后陨落在太平洋。


“萤火一号”有效载荷研制现场

在文章末尾,吴季详细总结了“萤火一号”任务的启示,这里原文转述如下:

“萤火一号”是我这些年来亲身参加的各项航天任务中,唯一一次完全失败的任务。尽管失败并不是因为我们的错误而引起的,但它仍然是一次失败。作为一个航天夜夜骑视频工作者,经历一次失败,比经历10次成功都更加令人难忘。

有一位航天界的老领导说的好:成功就是差一点点儿的失败;而失败就是差一点点儿的成功。当你把该做的事儿都做了以后,成功和失败就在那毫厘之间,但是它给人的感受则是天壤之别。我们在成功的喜悦之后,千万不能自负,要回味一下哪里还存在问题;我们在失败的悲伤之后,也不能气馁,要看到我们付出的成绩并分析失败的原因。

虽然“萤火一号”没有实现我们奔向火星的梦想,但是它使中国的空间科学家体验了通过自主设计的科学目标,登上国际竞争与合作的大舞台的过程。

在“萤火一号”之前,我们国家还没有一个专门研究火星的团队,甚至还没有一本关于火星的教科书,哪怕是翻译的,都没有。

“萤火一号”之后,我们不但组建了相关的科研团队,翻译出版了关于火星的教科书,还在之后提出了一系列新的科学目标和探测方案,为今后我国自主火星探测培养了人才队伍和奠定了基础。

记得在“萤火一号”发射之前,我曾与美国一个优秀的行星探测科学团队交流,他们开玩笑说,请你们的“萤火一号”不要把科学问题都做完了,给我们也留一些。从中可见他们对“萤火一号”科学目标的先进性是充分认可的。

虽然“萤火一号”没有实现奔向火星的梦想,但是我们深刻地体会到了火星探测之难。

启动上面级火箭,离开地球轨道奔向火星是第一个难点,这里必须要考虑到地球轨道的探测器和火星探测器的测控应答机存在明显的区别。如果自动程序没有启动,若想通过深空应答机在近地轨道如此近的距离上上注指令实际上是不可能的。这也许就是对“福布斯-土壤”探测器的救援没有成功的原因。

虽然“萤火一号”没有实现我们当时的梦想,但是小小的萤火虫点燃了中国人奔向火星的激情。

我们的航天人在那之后,建立了可以远达火星轨道的深空测控站,并将“天问一号”本应分两步、甚至三步走的“绕、落、巡”计划,合并在一次实施。

当然,路漫漫其修远,中国人在自主探测深空的征程中一定会遇到各种困难。希望我们的科学家和工程师们,即使遇到了困难也不要气馁。征服火星比征服月球要难得多,我们必须要有十倍的勇气和用百倍的努力,才能将中国人的脚步迈进那么远的深空,为实现中国人(包括我们这些经历了失败的“前浪”)的梦想,做出辉煌的贡献。

最后,再次向中国航天人致敬!

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