火星科普系列之四——图解火星软着陆方式

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截至2020年7月底，三个火星探测器已全部发射升空，顺利踏上奔火征途。其中，中国“天问一号”和美国“毅力号”计划着陆火星表面开展巡视探测任务。

在经过长途跋涉到达火星后，如何确保探测器安全减速，完好无损地着陆在火星表面是一个关键问题。



火星大气的密度只有地球的1%。探测器完成轨道姿态调整后，进入火星大气层。隔热舱与大气的摩擦使探测器大幅度减速，探测器再自动打开降落伞减速。后续步骤目前主要有以下三种：

“气囊弹跳式”

在降落伞减速接近地面时，隔热舱释放探测器，安全气囊充气包裹探测器，降落在火星并在火星表面滚动，降落精度低。



“反推着陆腿式”
降落伞减速后反推发动机点火，再次使探测器减速，着陆前进行自主悬停避障，较为精确地选择着陆地点。我国首次火星探测任务“天问一号”将采纳这种着陆方式。

“空中起重机式”
反推发动机点火实现悬停，用绳索将火星车送至地面。该种着陆方式较为复杂，精度高，着陆平稳。2012年在火星表面实现软着陆的“好奇号”火星车是至今质量最大的火星探测器，达960千克。奔火途中的“毅力号”火星车也将采用这种着陆方式。

未来着陆方式探索据了解，NASA正在积极研制新型火星着陆装置——“低密度超声速减速器”，将满足更大质量探测器的着陆减速要求。当探测器以大约3.5马赫的速度进入火星大气时，该装置能迅速充气，以增加表面积，进而增加空气阻力。后续，直径33米的巨型超声速环帆降落伞打开，帮助火星探测器安全着陆。
纵使旅途漫漫，艰险重重，也阻挡不了人类对宇宙星辰的向往，今年的火星探测窗口期迎来了新一轮的“火星热”。不同的任务，相同的使命。正如中国国家航天局局长张克俭所说：探索浩瀚宇宙是人类的共同梦想。让我们以“天问”的勇气，坚韧的“毅力”，奔向新的“希望”，为人类进一步了解火星乃至太阳系提供更多的支持与贡献。

图片来源：中国数字科技馆