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經受1300℃灼燒,毅力號成功登陸火星,傳回首張火星照片

2020年最後發射升空的毅力號火星車經過近半年的飛行,終於在北京時間2021年2月19日淩晨4時55分成功登陸到火星表面的傑澤羅隕石坑,正式開啟火星之旅。之前的研究表明,火星的傑澤羅隕石坑曾經是壹個湖泊,在這裏存在液態水,還有壹些沈積物,所以科學家認為在火星傑澤羅隕石坑內很可能曾經存在過生命,甚至現在都還可能存在生命。毅力號火星探測器的任務之壹就是試圖在火星尋找這些潛在的火星生命的證據。

此前,我們國家的天問壹號還沒到達火星的時候就傳回了首張火星照片,當時天問壹號與火星的距離大約為220萬公裏,相對比較遠,所以可以看到火星的大致輪廓,在這壹張照片中我們也可以看到火星表面的阿茜達利亞平原、克律塞平原、子午高原、斯基亞帕雷利坑、水手谷等標誌性地貌。

阿聯酋的希望號火星探測器在進入環繞火星的軌道以後,在距離火星表面大約2.5萬公裏的太空中也拍攝到了首張火星照片。

現在NASA的毅力號火星車成功登陸到火星表面,也傳回了火星首張照片。和天問壹號火星探測器第壹張照片的情況相似,毅力號火星車的第壹張照片也是黑白的,看起來有點朦朧。由於毅力號火星車是在著陸到火星表面時拍攝到的火星照片,所以毅力號火星車首張火星照片中,我們可以看到火星表面的壹些細節。毫無疑問,毅力號看到的景象和之前好奇號火星車看到的景象是相似的,火星表面充滿了砂礫、碎石等。

如果看到毅力號火星探測器著陸的模擬畫面,大家可以看毅力號探測器在進入火星的過程中燃燒起來,就像壹個從天而降的“火球”。這些探測器從地球發射升空時為什麽不會燃燒,在進入火星時卻燃燒起來了呢?

當這些探測器從地球發射升空時,壹般都會安裝到火箭的頂端,還會有壹個整流罩包裹著,這個整流罩塗有隔熱材料,當火箭飛行到壹定高度時,才會打開整流罩將探測器等航天器釋放出來,所以探測器在發射升空時壹般不會被灼燒。

最重要的是,火箭在地面起飛前,速度為0,壹開始的氣動加熱效應為0,這時候顯然不會燃燒。隨著火箭發射升空後,速度越來越快,但它的高度也越來越高,在高空中大氣會越來越稀薄,當火箭飛行到幾十公裏時,速度壹般都還沒超過3公裏每秒,氣動加熱效應也不足以讓火箭的整流罩燃燒起來。當火箭進入到100公裏的外太空時,大氣密度非常低,氣動加熱效應可以忽略不計了。所以,這些飛行器在發射升空時壹般是不會燃燒起來的。

毅力號在著陸火星前的速度接近2萬公裏每小時,當探測器進入火星大氣層時,火星的空氣阻力也會讓火星的速度降下來,但是在高空中火星大氣密度非常低,所以探測器壹開始的減速效果不會很明顯,依舊以較快的速度繼續下降。隨著探測器不斷下降,大氣密度越來越高,這時候氣動加熱效應越來越明顯,探測器的溫度越來越高,可以達到1300 ,變成了壹個燃燒的“火球”。在這個過程中,探測器的速度會快速下降,氣動加熱效應慢慢減弱,最後停止燃燒。經過降落傘、反推發動機等多種減速方式後,火星車穩穩地停止火星表面。

現在我們的天問壹號探測器已經進入環繞火星的軌道,按照計劃,天問壹號探測器預計在5月左右擇機實施軟著陸,將火星車送上火星表面。到時候,天問壹號也將會經歷和毅力號相似的著陸過程。希望我們的火星車也順利開上火星表面,傳回火星表面的景象。

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