谁曾想到,在几十年前就已经实现载人登月的美国,现在连上月球的困难重重。在2024年2月,美国发射的“奥德修斯”月球着陆器进行登月时,虽然探测器成功抵达月球表面,但是倾覆在月球表面,任务提前结束。时隔1年后,类似的悲剧再次出现!
在2月26日,美国发射了“雅典娜”月球着陆器,这个探测器和“奥德修斯”月球着陆器出自同一家公司。同样的,“雅典娜”月球着陆器在3月6日进行登月时,也成功抵达月球表面,但是也和“奥德修斯”月球着陆器一样倒在了月球表面,探测器拍摄的画面显示它掉到了陨石坑内。由于电力供应受到影响,“雅典娜”月球着陆器也提前结束使命。
这两个探测器都出现类似的问题,都倒在月球表面,意味着这两个探测器的设计方面可能存在相同的技术问题。当然也可能是着陆点的地面不平坦,所以探测器在着陆到月球表面时“站”不稳,就倒下来了。
虽然美国探测器登月先后遭遇了失败,但是美国的野心可不小。他们不仅要阿尔忒弥斯载人重返月球的计划,要将宇航员送上月球,还提出了载人登陆火星的奋斗目标,要到火星上插上美国的星条旗。
特朗普在上任后宣布,美国的“黄金时代”从现在开始,他表示要实施载人登陆火星计划,要派宇航员前往火星,在任期内让星条旗在火星上面飘扬起来。
火星有稀薄的大气层,经常会刮起强风,有时候还会出现恶劣的沙尘暴天气,如果能够在火星表面插上旗帜,那旗帜确实是会像在地球表面那样迎风飘扬。不过,特朗普在任期内实现载人登陆火星的奋斗目标能够实现吗?
对于美国来说,他们确实是需要有一个“跨时代”的项目来让美国再次“伟大”。他们在几十年前就已经实现载人登月任务了,现在我国现在也正在积极推进载人登月计划,已经宣布在2030年之前实现中国人首次载人登月任务。除此之外,中国、美国都有类似的火星取样返回地球的任务。
现在美国登陆月球面临着诸多困难,他们想要继续保持领先地位的话,率先实现宇航员登陆火星,确实是可以让他们再次“伟大”。但从技术层面来看,在短时间内似乎难以实现这一个远大的目标。
马斯克在3月15日发文表示,他们的“星舰”火箭将会在明年年底就将“擎天柱”人形机器人送往火星。如果“星舰”顺利登陆火星的话,那人类最快可能会在2029年开始就会实施载人登陆火星的任务,不过在2031年的可能性更大一些。
虽然马斯克表示要在明年就发射星舰将“擎天柱”人形机器人送去火星,但能不能在这个时间节点成功实施这一个发射任务,暂时不得而知。
因为“星舰”火箭现在还没完成研制工作,还在进行试飞中,而且试飞的情况也不是很顺利。在当地时间3月6日,“星舰”火箭进行了第八次测试飞行任务,这次飞行任务搭载了4颗模拟卫星。在发射升空大约7分钟后,火箭的第一级助推器成功实现了发射塔回收,被发射塔的机械臂“夹住”,但是火箭的第二级飞船失控,在空中爆炸解体,搭载的模拟卫星也没能顺利入轨。
最重要的是,现在星舰进行的是近地轨道的试飞,就算接下来一年多时间内,星舰火箭的测试顺利完成,也不意味着他们就能实现登陆火星。
要知道,火星与地球的距离相当遥远,最近距离超过5500万公里,最远距离更是达到4亿公里,现在我们人类的技术,飞船、探测器从发射升空到奔向火星,整个过程需要超过半年时间。
而且,星舰在登陆火星时,和登陆月球、登陆地球的情况又不大一样。一方面是距离很远,意味着我们没法实时掌握火箭、飞船的飞行情况,在着陆火星等过程中需要由飞船自主完成。在人类历史上,大部分探测器登陆火星时都失败,成功率很低。
另一方面,火星的引力比地球小很多,也有一个稀薄的大气层,所以星舰飞船在登陆火星时,不仅需要考虑到火星重力的因素,也需要考虑空气阻力的因素,这些情况结合在一起就很复杂了。
有科学家表示,探测器进入火星轨道就相当于从巴黎打一个高尔夫球,要把这个球打进东京的某个洞里。被火星引力捕获进入火星轨道都这么难了,想要登陆火星就更难了,飞船需要在短短7分钟内,将飞行速度从2万公里每小时下降到0,整个过程会经历几个难关:
第一个就是准备进入火星大气层,飞船需要进行一次着陆参数的更新。
第二个就是进入火星大气层,经历“恐怖7分钟”,在这个过程中,飞船需要以完美角度切入火星大气层。如果这个角度太小的话就无法进入大气层,而如果角度太大的话,又会因为被大气层过度加热而烧毁。
而且,由于飞船在进入火星大气层时速度达到几公里每秒,飞行速度相当快,需要在火星大气层的缓冲下进行减速,这时候气动加热效应很强烈,温度会急剧上升,最高可以达到1500℃。
第三个就是进行伞降,飞船会打开降落伞,借助空气阻力进行减速,最后进行着陆。
虽然飞船在返回地球时也是经历这几个关键的过程,但是火星的情况复杂一些。因为在返回地球时,有一系列的设施设备来保障飞船的返航,有地面测控设备、海面测控设备,还有大量卫星等,我们能够实时掌握飞船的飞行情况。
而在登陆火星时的期间就不同,由于距离很远,也没有这么多保障设施设备,我们地面没法实时掌握飞船的飞行情况,也就没法实时对其进行操作,所以整个过程全部严格按照之前设定的进行,每一个步骤也不能有差错,直至着陆火星表面。
所以,在过去几十年时间内,人类发射的火星探测器在登陆火星时失败率相当高,这也就是为什么登陆火星的7分钟被称为“恐怖7分钟”。
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