? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 航天時代?火星探索?歐空局推遲火星探測計劃

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2021-06-30? ?青野云麓?

原定于2020年7月發(fā)射的火星探測器“羅莎琳德?富蘭克林號”將推遲到2022年發(fā)射。3月12日，歐洲空間局和俄羅斯航天局局長進行會晤，并在之后的新聞發(fā)布會上公布這一決定。

盡管準備工作幾近就緒，“但我們不能走捷徑”，歐洲空間局局長讓?沃納表示，“今年發(fā)射意味著犧牲必要的測試。做出這一決定非常艱難，但我們相信這是正確的做法?！?/span>

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被延遲發(fā)射的探測器以英國物理化學家羅莎琳德?富蘭克林的名字命名，原定于7月發(fā)射，并在2021年3月著陸，是火星探測計劃ExoMars的一部分，由歐洲航天局和俄羅斯航天局合作完成。探測器鉆探深度可達2米，可尋找更多未開發(fā)的原始地下成分，探尋火星上的生命跡象。

據(jù)《自然》報道，本次延遲發(fā)射的原因包括一系列技術(shù)問題：如攜帶探測器的航天器軟件仍待調(diào)試、探測器主降落傘測試還未完成、太陽能電池板無法固定等。俄羅斯航天局總干事德米特里?羅戈津還提到了其他干擾因素：新冠病毒在全球的爆發(fā)。歐洲的疫情態(tài)勢讓該國專家難以前往合作方所在地，原定工作進度受到影響。

目前，飛行任務的發(fā)射設備、降落地點、儀器套件和目標等均未變動。據(jù)歐洲空間局人類和機器人探索部負責人透露，探測器主體已經(jīng)完成，不會再有新增套件的計劃。

有觀點指出，任務推遲確實令人失望，但延遲總好過探測器墜毀。沃納也表示，不希望失敗先例再次重演——2016年3月，歐洲空間局的斯基亞帕雷利號成功發(fā)射升空后，由于軟件錯誤，由俄羅斯航天局研發(fā)的著陸器在下降時墜毀。此次發(fā)射任務中的著陸器“哥薩克”也由俄羅斯航天局研發(fā)，測試過程中，“哥薩克”有4個部件出現(xiàn)故障，已返廠送修。

盡管此前已經(jīng)推遲過，由于這一系列原因，發(fā)射任務不得不再次推遲到2022年8月——這是下一次地球與火星在軌道上對齊的時間。如果能順利趕上秋季的發(fā)射窗口，探測器將在2023年4月至7月降落。

除了“羅莎琳德?富蘭克林號”，美國和阿聯(lián)酋等國都計劃于今年向火星發(fā)射探測器。繼“好奇號”在火星表面發(fā)現(xiàn)古代水證據(jù)后，美國宇航局計劃發(fā)射的“毅力號”將從火星地表收集樣本并帶回地球。

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俄歐聯(lián)合火星探測項目緣何被再次推遲？

本次火星探測任務名為“火星外空生物”（ExoMars）項目，由歐空局和俄羅斯航天局聯(lián)合進行，原本分為ExoMars 2016和ExoMars 2018兩次任務?！癊xoMars 2016”任務的主要目的是分析火星大氣層中的甲烷氣體，驗證火星表面安全軟著陸的主要關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)著陸器在火星表面著陸。ExoMars 2016探測器已于2016年3月14日搭乘俄羅斯研制的“質(zhì)子”號火箭，從拜科努爾航天發(fā)射場升空。在同年10月17日，“ExoMars 2016”攜帶的兩個探測器—微量氣體軌道探測器(TGO)及Schiaparelli探測器實現(xiàn)成功分離，但隨后TGO探測器雖成功進入軌道，但進行火星著陸任務的Schiaparelli探測器卻失去聯(lián)系。事后ESA分析，是著陸過程中減速推進器提前關(guān)閉，盡管當時降落傘已經(jīng)展開，但其著陸時速度仍遠遠超出安全范圍，進而導致了墜毀。

而作為ExoMars 項目的第二階段，ExoMars 2018任務由火星著陸器和漫游車組成。火星著陸器Kazachok由俄羅斯開發(fā)，負責登陸火星。之后進行探測任務的火星車則主要由歐空局負責，該火星車以英國 DNA 研究先驅(qū)、化學家羅莎琳德?富蘭克林的名字命名，其主要任務是從火星表面以下深達兩米的地方搜尋生命跡象。雖然其著陸點尚未公布，但據(jù)推測可能是位于 Oxia Planum 地區(qū)的一個隕石坑，因為那里似乎有粘土沉積，這是數(shù)十億年前存在水的證據(jù)。ExoMars 2018原計劃于2018年發(fā)射，但是在2016 年 3 月?lián)嚓P(guān)負責人表示，歐俄多臺設備和實驗硬件研制進度均難以滿足要求，于是被推遲至 2020 年 7 月。

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　　原本此次任務的各項測試工作已經(jīng)進行到了相當程度，按照歐空局局長沃納的表述，任務要用的質(zhì)子號火箭、著陸平臺和漫游車本身都可如期發(fā)射。之所以被再次延期，最大的問題在于著陸器所使用的減速傘質(zhì)量難以過關(guān)。作為著陸成功的關(guān)鍵之一，15米直徑的超音速傘和35米直徑的亞音速傘去年5月和8月在瑞典北部歐洲航天靶場（Esrange）航天中心的兩次試驗均告失敗。NASA噴氣推進實驗室的檢查人員發(fā)現(xiàn)，降落傘在出傘環(huán)節(jié)出現(xiàn)破損是導致失敗的原因。對于減速傘屢試不中，歐空局的解釋是由于俄方研制的著陸器反推系統(tǒng)能力過低，導致減落傘系統(tǒng)需要更大的尺寸，結(jié)構(gòu)也更為復雜，如果推力能更強一些，那么就有可能只需要設一部主傘。

目前兩部減速傘仍需進行測試和鑒定（新的高空投放試驗原定去年12月和今年2月在美國俄勒岡州進行，現(xiàn)已被推遲到3月底），此外探測器上的部分電子設備需要運回供貨方，對于時間表已經(jīng)要求的比較緊湊。更加雪上加霜的是，目前新冠肺炎疫情正在歐洲蔓延，相關(guān)專家無法輕易跨國出行，難以正常開展航天器的各項測試工作，這直接影響到了航天器的任務前準備。

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　　筆者認為，此次推遲無疑會影響到歐俄對于火星探索的進程，因為錯過此次發(fā)射窗口就要再等兩年，而誰也無法預知在這兩年中會出現(xiàn)何種新的變化。同時推遲發(fā)射也會再次打擊雙方對于此類活動的信心（尤其是俄方此前已經(jīng)經(jīng)歷了多次失敗）。但是問題在于，如果強行在今年發(fā)射，就必須將很多必要的測試省略，這會讓ExoMars戴著很多隱患上天。鑒于2016年Schiaparelli探測器的教訓，歐俄此次根本不敢掉以輕心，因此出于謹慎考慮，歐俄還是采取了“兩害相衡取其輕”的做法，畢竟遲到總比不到強。

不過現(xiàn)在雖然歐洲的探火計劃被推遲，但由于今年是前往火星的好年份，所以依舊會有其他國家的探測器會飛往火星。

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如美國NASA的火星車“毅力號”（Perseverance）仍將于2020年夏天發(fā)射，預計會在2021年2月降落在火星的耶澤洛隕石坑。耶澤洛隕石坑寬45公里，曾是古老的湖床，充滿了水，火星生命或曾在此繁衍生息。而“毅力號”火星車將在隕石坑內(nèi)搜索可能的生物特征，包括觀察坑內(nèi)巖石的精細結(jié)構(gòu)，并使用多個光譜儀將地質(zhì)化學特征與結(jié)構(gòu)精確聯(lián)系起來。據(jù)悉，“毅力號”火星車將裝備7臺科學儀器和23臺攝像機，包括可搜索地下水冰和鹽水中沉積物的探地雷達，以及一臺可從以二氧化碳為主的火星大氣中制造氧氣的設備，此外還會攜帶一架小型直升機。其核心任務是收集并保存20—30個鉆探樣本，這些樣本日后將通過“火星采樣返回”任務帶回地球。