? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 航天時(shí)代?火星探索?歐空局推遲火星探測(cè)計(jì)劃

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

原定于2020年7月發(fā)射的火星探測(cè)器“羅莎琳德?富蘭克林號(hào)”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(zhǎng)進(jìn)行會(huì)晤，并在之后的新聞發(fā)布會(huì)上公布這一決定。

盡管準(zhǔn)備工作幾近就緒，“但我們不能走捷徑”，歐洲空間局局長(zhǎng)讓?沃納表示，“今年發(fā)射意味著犧牲必要的測(cè)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(cè)器以英國(guó)物理化學(xué)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(cè)計(jì)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(cè)器鉆探深度可達(dá)2米，可尋找更多未開(kāi)發(fā)的原始地下成分，探尋火星上的生命跡象。

據(jù)《自然》報(bào)道，本次延遲發(fā)射的原因包括一系列技術(shù)問(wèn)題：如攜帶探測(cè)器的航天器軟件仍待調(diào)試、探測(cè)器主降落傘測(cè)試還未完成、太陽(yáng)能電池板無(wú)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(shì)讓該國(guó)專家難以前往合作方所在地，原定工作進(jìn)度受到影響。

目前，飛行任務(wù)的發(fā)射設(shè)備、降落地點(diǎn)、儀器套件和目標(biāo)等均未變動(dòng)。據(jù)歐洲空間局人類和機(jī)器人探索部負(fù)責(zé)人透露，探測(cè)器主體已經(jīng)完成，不會(huì)再有新增套件的計(jì)劃。

有觀點(diǎn)指出，任務(wù)推遲確實(shí)令人失望，但延遲總好過(guò)探測(cè)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(hào)成功發(fā)射升空后，由于軟件錯(cuò)誤，由俄羅斯航天局研發(fā)的著陸器在下降時(shí)墜毀。此次發(fā)射任務(wù)中的著陸器“哥薩克”也由俄羅斯航天局研發(fā)，測(cè)試過(guò)程中，“哥薩克”有4個(gè)部件出現(xiàn)故障，已返廠送修。

盡管此前已經(jīng)推遲過(guò)，由于這一系列原因，發(fā)射任務(wù)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(duì)齊的時(shí)間。如果能順利趕上秋季的發(fā)射窗口，探測(cè)器將在2023年4月至7月降落。

除了“羅莎琳德?富蘭克林號(hào)”，美國(guó)和阿聯(lián)酋等國(guó)都計(jì)劃于今年向火星發(fā)射探測(cè)器。繼“好奇號(hào)”在火星表面發(fā)現(xiàn)古代水證據(jù)后，美國(guó)宇航局計(jì)劃發(fā)射的“毅力號(hào)”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(cè)項(xiàng)目緣何被再次推遲？

本次火星探測(cè)任務(wù)名為“火星外空生物”（ExoMars）項(xiàng)目，由歐空局和俄羅斯航天局聯(lián)合進(jìn)行，原本分為ExoMars 2016和ExoMars 2018兩次任務(wù)?！癊xoMars 2016”任務(wù)的主要目的是分析火星大氣層中的甲烷氣體，驗(yàn)證火星表面安全軟著陸的主要關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)著陸器在火星表面著陸。ExoMars 2016探測(cè)器已于2016年3月14日搭乘俄羅斯研制的“質(zhì)子”號(hào)火箭，從拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)升空。在同年10月17日，“ExoMars 2016”攜帶的兩個(gè)探測(cè)器—微量氣體軌道探測(cè)器(TGO)及Schiaparelli探測(cè)器實(shí)現(xiàn)成功分離，但隨后TGO探測(cè)器雖成功進(jìn)入軌道，但進(jìn)行火星著陸任務(wù)的Schiaparelli探測(cè)器卻失去聯(lián)系。事后ESA分析，是著陸過(guò)程中減速推進(jìn)器提前關(guān)閉，盡管當(dāng)時(shí)降落傘已經(jīng)展開(kāi)，但其著陸時(shí)速度仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出安全范圍，進(jìn)而導(dǎo)致了墜毀。

而作為ExoMars 項(xiàng)目的第二階段，ExoMars 2018任務(wù)由火星著陸器和漫游車組成。火星著陸器Kazachok由俄羅斯開(kāi)發(fā)，負(fù)責(zé)登陸火星。之后進(jìn)行探測(cè)任務(wù)的火星車則主要由歐空局負(fù)責(zé)，該火星車以英國(guó) DNA 研究先驅(qū)、化學(xué)家羅莎琳德?富蘭克林的名字命名，其主要任務(wù)是從火星表面以下深達(dá)兩米的地方搜尋生命跡象。雖然其著陸點(diǎn)尚未公布，但據(jù)推測(cè)可能是位于 Oxia Planum 地區(qū)的一個(gè)隕石坑，因?yàn)槟抢锼坪跤姓惩脸练e，這是數(shù)十億年前存在水的證據(jù)。ExoMars 2018原計(jì)劃于2018年發(fā)射，但是在2016 年 3 月?lián)嚓P(guān)負(fù)責(zé)人表示，歐俄多臺(tái)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)硬件研制進(jìn)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(wù)的各項(xiàng)測(cè)試工作已經(jīng)進(jìn)行到了相當(dāng)程度，按照歐空局局長(zhǎng)沃納的表述，任務(wù)要用的質(zhì)子號(hào)火箭、著陸平臺(tái)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(wèn)題在于著陸器所使用的減速傘質(zhì)量難以過(guò)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(chǎng)（Esrange）航天中心的兩次試驗(yàn)均告失敗。NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(dǎo)致失敗的原因。對(duì)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(guò)低，導(dǎo)致減落傘系統(tǒng)需要更大的尺寸，結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，如果推力能更強(qiáng)一些，那么就有可能只需要設(shè)一部主傘。

目前兩部減速傘仍需進(jìn)行測(cè)試和鑒定（新的高空投放試驗(yàn)原定去年12月和今年2月在美國(guó)俄勒岡州進(jìn)行，現(xiàn)已被推遲到3月底），此外探測(cè)器上的部分電子設(shè)備需要運(yùn)回供貨方，對(duì)于時(shí)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(wú)法輕易跨國(guó)出行，難以正常開(kāi)展航天器的各項(xiàng)測(cè)試工作，這直接影響到了航天器的任務(wù)前準(zhǔn)備。

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　　筆者認(rèn)為，此次推遲無(wú)疑會(huì)影響到歐俄對(duì)于火星探索的進(jìn)程，因?yàn)殄e(cuò)過(guò)此次發(fā)射窗口就要再等兩年，而誰(shuí)也無(wú)法預(yù)知在這兩年中會(huì)出現(xiàn)何種新的變化。同時(shí)推遲發(fā)射也會(huì)再次打擊雙方對(duì)于此類活動(dòng)的信心（尤其是俄方此前已經(jīng)經(jīng)歷了多次失?。?/strong>但是問(wèn)題在于，如果強(qiáng)行在今年發(fā)射，就必須將很多必要的測(cè)試省略，這會(huì)讓ExoMars戴著很多隱患上天。鑒于2016年Schiaparelli探測(cè)器的教訓(xùn)，歐俄此次根本不敢掉以輕心，因此出于謹(jǐn)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(qiáng)。

不過(guò)現(xiàn)在雖然歐洲的探火計(jì)劃被推遲，但由于今年是前往火星的好年份，所以依舊會(huì)有其他國(guó)家的探測(cè)器會(huì)飛往火星。

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如美國(guó)NASA的火星車“毅力號(hào)”（Perseverance）仍將于2020年夏天發(fā)射，預(yù)計(jì)會(huì)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(hào)”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(xì)結(jié)構(gòu)，并使用多個(gè)光譜儀將地質(zhì)化學(xué)特征與結(jié)構(gòu)精確聯(lián)系起來(lái)。據(jù)悉，“毅力號(hào)”火星車將裝備7臺(tái)科學(xué)儀器和23臺(tái)攝像機(jī)，包括可搜索地下水冰和鹽水中沉積物的探地雷達(dá)，以及一臺(tái)可從以二氧化碳為主的火星大氣中制造氧氣的設(shè)備，此外還會(huì)攜帶一架小型直升機(jī)。其核心任務(wù)是收集并保存20—30個(gè)鉆探樣本，這些樣本日后將通過(guò)“火星采樣返回”任務(wù)帶回地球。