往返火星大概需要三年 载人登陆仍面临挑战
往返火星大概需要三年 载人登陆仍面临挑战。今年的政府工作报告中,航空航天被列为国家重点打造的新兴支柱产业。作为航天领域的代表,全国人大代表、中国航天科技集团五院研究员孙泽洲见证了近年来中国航天稳健发展的步伐,从月球到火星,一步步走向浩瀚宇宙。今年,中国航空航天事业将迎来诸多关键节点,天问二号的追星之旅进展如何?嫦娥七号又将开启怎样的新征程?火星载人旅行还有多远?

按照计划,今年7月前后,中国首艘小行星探测器天问二号将抵达近地小行星2016HO3,对其进行伴飞探测,并择机开展取样返回工作。相较于月球、火星等太阳系中的大天体探测,小行星采样返回有许多未知性,为这次探测增加了挑战。小天体本身很远且很小,地基的各种观测方式很难对它有准确的了解。不像去月球或火星,有很多遥感信息,对于天问二号要去采样的小行星,目前对其轨道特性和表面特性并不能完全掌握。

更棘手的是,像2016HO3这样的小天体引力极弱,这对天问二号的探测和返程来说难度更大。小天体质量轻,引力弱,一般很难在小天体上进行着陆。探测器与小天体接触过程中,如果控制不好,碰一下之后就会远离小天体,因为没有重力辅助作用,难以形成稳定状态。此外,样品返回过程也面临很大挑战,小天体在行星轨道的返回速度大于12公里每秒,带来防热和控制等问题。

面对诸多挑战,天问二号实际是边飞边探,抵近小行星2016HO3后对其进行详细探测测量,再制定采样策略。天问二号已经开始追星之旅,相关技术、设计、仿真以及地面实验验证都比较充分,有信心完成任务。

如果说天问二号任务是一场“开盲盒式”的追星之旅,那么今年要执行的嫦娥七号任务则是一次向月球“无人区”的深度挺进。嫦娥七号着陆的目标地点预计为月球南纬85度以上的南极-艾特肯盆地,那里地形崎岖,可能永远照射不到阳光,因此可能存在水冰。嫦娥七号的科学目标之一是在月球极区寻找水冰存在的证据。月球两极地形崎岖,光照条件存在不确定性,给嫦娥七号在月球极区着陆增加了很多新的技术挑战。需要提高导航能力和精准控制。

随着深空探测不断推进,普通人什么时候能去火星旅行成为一个浪漫的问题。孙泽洲表示,在现有技术约束下,往返火星大概需要三年的时间。火星远比月球遥远,受限于化学推进剂和电推技术,往返火星周期长达三年左右,短期内实现载人登陆火星仍有诸多难关。人类单次在太空驻留时间只有400多天,长时间在太空对航天员的身体和心理适应性提出巨大挑战。载人探测火星还涉及物资保障需求、飞行器可靠性要求等,使任务成本与难度大幅增加。

除了深空探测的技术突破,空间碎片的防御与治理也是航天发展过程中无法回避的问题。随着人类太空活动日益频繁,地球轨道上的空间碎片对低轨卫星、空间站等航天器的安全威胁愈发突出,需要全世界共同努力降低空间碎片的形成。
从嫦娥三号落月时说的“月球已近、火星尚远”,到天问一号着陆时说的“火星已近、梦想尚远”——这两句话勾勒出中国航天十年来的心路历程。今年的政府工作报告和“十五五”规划纲要草案中,行星探测二期、小行星防御、太阳系边际探测等关键词被写入国家发展蓝图。作为一名航天人,孙泽洲认为今年乃至未来五年的发展方向,对于航天来说既是难得的发展机遇,也是一种责任。太空中,那颗叫火星的星星,还远,也不远。

