Perseverance aterriza en Marte

La sonda estadounidense Perseverance aterrizó con éxito en Marte ¿Por qué llegó antes que Tianwen-1?

El 30 de julio de 2020, el rover Perseverance completó con éxito todos los pasos de lanzamiento y órbita y comenzó a moverse hacia Marte.

Anteriormente, el vehículo de lanzamiento "Perseverance" Atlas V 541 tenía problemas frecuentes y el tiempo de lanzamiento se pospuso hasta el 20 de julio, 22 de julio y finalmente se pospuso hasta el 30 de julio.

Los propios Estados Unidos están un poco preocupados por si no podrán alcanzar la ventana de lanzamiento a Marte, porque Marte y la Tierra giran alrededor del Sol con ciclos diferentes, y la posición y distancia entre ellos Las sondas de Marte generalmente usan horóscopos. La órbita de transferencia de Hohmann (o traducida como órbita de transferencia de Hohmann) llega a Marte. Este es un método para transformar la órbita de una nave espacial. órbita elíptica, que es diferente de la órbita baja (órbita de la Tierra) y la órbita de gran altitud. Todas las órbitas (órbita de Marte) se cruzan.

Cuando la Tierra se mueve al perihelio de la órbita de transferencia de Hohmann, la nave espacial comienza a lanzarse y acelera fuera de la órbita baja; cuando Marte se mueve al afelio de la órbita de transferencia de Hohmann, la nave espacial inicia la transferencia y acelera hacia la órbita alta. De esta manera, la sonda a Marte sólo necesita dos propulsores del motor durante el viaje, lo que ahorra relativamente combustible.

El avión debe ser lanzado dentro de una ventana de tiempo precisa para que pueda encontrarse con Marte exactamente en el afelio de la órbita de transferencia de Hohmann y ser capturado por la gravedad marciana. Una vez que pierde la ventana de lanzamiento a Marte, debe esperar la próxima oportunidad.

En el período ventana de este año, “Hope” de los Emiratos Árabes Unidos tomó la delantera, seguido por el “Tianwen-1” de China, y el “Perseverance” de Estados Unidos lo alcanzó hasta el final de la ventana. período. Este es el raro momento en la historia de los vuelos espaciales tripulados en el que tres países han lanzado misiones de exploración a Marte.

Aunque se lanzó más tarde que Tianwen-1, Perseverance aterrizó en Marte tres meses antes que Tianwen-1. ¿A qué se debe?

De hecho, en relación con las misiones espaciales llevadas a cabo por ambos, China utilizará un lanzamiento para completar simultáneamente tres objetivos de detección: órbita, aterrizaje y patrulla (exploración).

Órbita: el orbitador orbita Marte para su detección; Aterrizaje: el módulo de aterrizaje aterriza suavemente en la superficie de Marte para la detección terrestre en una posición fija. Patrulla: el rover (Mars rover) realiza la detección de patrulla en una posición no fija. Posición fija en la superficie de Marte.

Aunque Estados Unidos ha realizado 22 misiones para explorar Marte, 8 de las cuales han aterrizado con éxito en Marte, hasta el momento 8 sondas han aterrizado con éxito en Marte: Viking 1, Viking 2 y Pathfinder. , Spirit, Phoenix, Curiosity e InSight, todos desarrollados por Estados Unidos. Sin embargo, Estados Unidos nunca ha intentado completar los tres objetivos de detección de órbita, aterrizaje y patrullaje (exploración) al mismo tiempo con una sola sonda.

Esta vez el Perseverance estadounidense también está realizando directamente una misión de aterrizaje, por lo que después de alcanzar la órbita de Marte, elige una oportunidad para aterrizar, mientras que el Tianwen-1 de China también llevará a cabo una misión de detección en órbita.

El orbitador (orbitador) Tianwen-1 puede recopilar datos masivos durante su órbita alrededor de Marte para estudiar exhaustivamente el campo magnético, la atmósfera, el campo de gravedad, el agua, el suelo poco profundo, etc. de Marte. Proporcionará datos masivos y. enriquecer nuestro conocimiento de Marte.

China no optó por seguir el enfoque europeo de aterrizaje en Marte, que consiste en separarse inmediatamente detrás de la estrella, y la parte de aterrizaje no entra en la órbita alrededor de Marte, aunque puede reducir en gran medida la presión de la misma. El frenado y el cambio de órbita del orbitador no permitirán que el orbitador aterrice en Marte. La ventana de elección que quedaba era demasiado corta y el aterrizaje finalmente falló.

De modo que las tres partes de Tianwen-1 (lander, rover y orbitador) entrarán en una gran órbita elíptica alrededor de Marte en su conjunto, y al menos seguirán una órbita circular que consume más propulsor, maximizando así. De este modo, durante los próximos dos meses el orbitador utilizará sus siete cargas útiles para estudiar cuidadosamente las condiciones en la superficie de Marte y confirmar repetidamente el lugar de aterrizaje y la ventana óptima de aterrizaje, y así con mayor precisión. Un buen módulo de aterrizaje de seguridad puede iniciar sesión mejor. Además, el orbitador también puede desempeñar un papel vital de retransmisión de señales para servir a los módulos de aterrizaje y rovers que aterricen en la superficie de Marte.

Esta es también la razón por la que el Tianwen-1 de China aterrizó en Marte más tarde que el Perseverance.

Esta vez el rover Perseverance no solo lleva un helicóptero no tripulado, sino también un total de 23 cámaras, un dispositivo experimental de producción de oxígeno en Marte, etc., por lo que además de quemar fondos, el peso también es sorprendente. Este rover de Marte pesa 1.025 kilogramos, mide 3 metros de largo, 2,7 metros de ancho y 2,2 metros de alto. ¡Se puede decir que es el vehículo explorador de Marte más caro y complejo en la historia de la exploración de Marte!

Debido a que es tan pesado, su método de aterrizaje también es algo especial, llamado tecnología de "grúa aérea":

Un escudo térmico y un paracaídas ralentizarán el descenso del número. velocidad. Luego quitará el escudo térmico y luego se separará del paracaídas a una altitud de 1.500 metros, dejando al rover sujeto al fondo de la etapa de descenso. La etapa de descenso pone en marcha ocho motores de cohetes y lleva al rover hacia abajo en espiral. Entonces apareció la "grúa aérea": ​​la etapa de descenso bajó la correa, bajando lentamente el vehículo al suelo. Al mismo tiempo, se desplegaron las ruedas y los pedaliers, y finalmente las ruedas tocaron el suelo de forma segura. El Curiosity cortó la atadura a la nave nodriza, y la etapa de descenso se inclinó en ángulo, abandonó el rover y voló rápidamente a cientos de metros de distancia hasta que se quedó sin combustible y se estrelló contra el suelo.

En pocas palabras, equivale a arrojar un coche desde el Burj Khalifa a una plaza de aparcamiento con precisión y sin sufrir daños. El grado de dificultad se puede imaginar.

Debido a que "Tianwen-1" no es tan pesado, a juzgar por las patas de aterrizaje configuradas en la parte principal de la sonda "Tianwen-1", China ha elegido el tipo más maduro y "cauteloso" con extensión de patas. Aterrizar, una sonda equipada con patas de aterrizaje, generalmente también tiene un motor de empuje inverso. En términos sencillos, significa tocar el suelo con cuidado mientras se lanza hacia el suelo. Este método de aterrizaje tiene la mayor precisión y puede realizar un aterrizaje suave con precisión en una ubicación predeterminada. Es el más utilizado en sondas espaciales, especialmente cuando sondas a gran escala aterrizan en la Luna y Marte y necesitan liberar vehículos lunares y de Marte. La mayoría de ellos utilizan este método.

La sonda china a Marte*** tiene cinco objetivos científicos principales: (1) mapear la morfología y estructura geológica de Marte; (2) investigar las características del suelo y la distribución del hielo de agua en la superficie de Marte ( 3) analizar la composición del material de la superficie de Marte; (4) medir la ionosfera y las características climáticas y ambientales de la superficie de Marte; (5) explorar el campo físico (campo electromagnético, campo gravitacional) y la estructura interna de Marte. .

Las dificultades de Perseverance son relativamente altas, a saber: 1. Detectar vida en Marte 2. Recolectar suelo marciano para prepararse para misiones posteriores 3. Preparar oxígeno en Marte para prepararse para el aterrizaje tripulado en Marte Prepárese.

Pase lo que pase, espero que la sonda a Marte lanzada este año complete con éxito su misión.