白岩松对话天问一号总师张荣桥(为什么要在太空生活三个月)
白岩松对话天问一号总师张荣桥,为什么要在太空生活三个月?
5月15日7时18分,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。5月15日,中国首次火星探测任务总设计师张荣桥做客《白·问》对话白岩松。
白岩松:这次着陆之后,我们的任务是90个火星日,92个地球日,有网友说,为什么设计的这么短,是我们的能量或者说电池或者说续航能力不够?
张荣桥:一次发射任务,既要实现环绕,又要实现着陆,还要实现巡视。3个月的时间设计是综合考量的结果。
第一次去只有一个环绕器,它探测获得的科学数据量很大,但车体那么小,注定了它跟地面通信的能力非常有限,因此它的科学探测数据就需要通过环绕器进行中际传输到地面来。
环绕器既要兼顾火星车的中际,还要在差不多2年之内要把整个火星进行全球覆盖,要对整个火星全球的地形地貌、相关的空间环境、内部的结构等进行探测。就是说火星车着陆之后前3个月所有的载荷都开机,所有的探测数据都得到了,通过环绕器传输回来之后,把接下来的时间就让给环绕器去开展全球环绕探测。中国人圆梦太空的新征程又将迎来一个关键时刻。
北京时间6月17日上午9时22分,神舟十二号载人航天飞船即将发射。载有聂海胜、刘伯明、汤洪波三名航天员的飞船将与天和核心舱对接,与天和核心舱、天舟二号货运飞船形成组合体。三名航天员将在核心舱驻留3个月。
这次飞行任务是空间站关键技术验证阶段第四次飞行任务,也是空间站阶段首次载人飞行任务。这次飞行任务要在轨验证航天员长期驻留、再生生保、空间物资补给、出舱活动、舱外操作、在轨维修等空间站建造和运营关键技术,首次检验东风着陆场的航天员搜索救援能力;开展多领域的空间应用及试(实)验;综合评估考核工程各系统执行空间站任务的功能和性能,进一步考核各系统间的匹配性和协调性,为后续任务积累经验。
6月16日,北京大学地球与空间科学学院教授焦维新接受红星新闻记者专访时表示,航天员长期在轨驻留第一个条件就是工作需求。此前中国没有建设空间站,航天员就在一个小的检测试验室里。因为条件不具备,能做的试验也没有那么多。目前,中国的空间站核心舱已经在太空,可以开展更多工作,科学试验变成了日常性工作,所以航天员可以在太空长期驻留。
神舟十二号3名航天员
为什么之前没有让航天员长期驻留太空?
专家:此前没有建设空间站,能做的试验不多
这次飞行任务,三名航天员将在轨驻留3个月。中国载人航天工程办公室主任助理季启明在6月16日上午的发布会上介绍,截至当日,天和核心舱和天舟二号组合体已在轨运行17天,目前状态良好,平台设备工作正常,能够保障航天员在轨长期驻留。
为什么航天员长期在轨驻留没有在此前的飞行任务中实现?北京大学地球与空间科学学院教授焦维新告诉红星新闻记者,航天员长期在轨驻留第一个条件就是工作需求。此前中国没有建设空间站,航天员就在一个小的检测试验室里。因为条件不具备,能做的试验也没有那么多,航天员就没有长期驻留太空的必要性。目前,中国的空间站核心舱已经在太空,可以开展更多工作,科学试验变成了日常性工作,所以航天员可以在太空长期驻留。
神舟十二号船箭组合体转运至发射区 视频截图
三个月间航天员将开展哪些工作?
专家:运送物资、开展试验,完成出舱活动
这次飞行承担了哪些任务?季启明在发布会上介绍,神舟十二号飞行任务有四个方面主要特点:
一是将进一步验证载人天地往返运输系统的功能性能。改进后的长征二F运载火箭提高了可靠性和安全性;神舟十二号载人飞船新增了自主快速交会对接、径向交会对接和180天在轨停靠能力。改进了返回技术、进一步提高落点精度,还将首次启用载人飞船应急救援任务模式。
二是将全面验证航天员长期驻留保障技术。通过神舟十二号航天员乘组在轨工作生活3个月,考核验证再生生保、空间站物资补给、航天员健康管理等航天员长期太空飞行的各项保障技术。
三是将在轨验证航天员与机械臂共同完成出舱活动、及舱外操作的能力。航天员将在机械臂的支持下,首次开展较长时间的出舱活动,进行舱外的设备安装、维修维护等操作作业。
四是将首次检验东风着陆场的搜索回收能力。着陆场从内蒙古四子王旗调整到东风着陆场,首次开启着陆场系统常态化应急待命搜救模式。
上述这些技术的突破与能力的验证,将为后续空间站建造及应用发展奠定坚实基础,积累宝贵经验。
三位航天员将开展哪些工作?焦维新表示,这三位航天员将有四项主要工作:
第一,把此前发射的天舟二号货运飞船送去的物资送进核心舱。这些物资包括了航天员三个月生活所需要的食品和生活用品,还有一些仪器设备。
第二,三位航天员要检查各种实验设备,实验设备调试正常以后开展各类科学实验。
第三,三位航天员要验证核心舱的再生生保系统。
第四,完成出舱活动,进行太空行走,完成仪器的检查和安装。在出舱活动中,宇航员要完成一项重要的工作就是验证机械臂的技术。
神舟十二号载人飞行任务标识
专家详解此次飞行任务两大看点
验证再生生保系统和机械臂操作技术
验证再生生保系统将是此次飞行任务的一个看点。那么,什么是再生生保系统?焦维新介绍说,过去中国航天员在太空所需要的食品、水、氧气都是地面带去的。但现在水和氧气将实现由地面带去一部分,其他部分进行再生。
“比如航天员洗脸或者其他生活用水,需要收集起来,经过处理变成饮用水。航天员的尿液也要收集起来,经过专门仪器处理,变成水。一部分水,需要用来饮用。一部分水需要进行电解,来制造氧气。水电解还产生了氢,氢可以和人呼吸产生的二氧化碳反映,同样用于再生氧气。”
焦维新指出,这次任务中还有一个亮点就是验证机械臂的操作技术。在6月16日上午的发布会上,季启明介绍,这次神舟十二号飞行任务将在轨验证航天员与机械臂共同完成出舱活动、及舱外操作的能力。航天员将在机械臂的支持下,首次开展较长时间的出舱活动,进行舱外的设备安装、维修维护等操作作业。
焦维新说:“这次空间站核心舱安装了七自由度的机械臂。这对维护空间站非常重要,未来两个试验舱来了以后,可以用机械臂把它抓住进行对接。所以验证机械臂的任务将有非常重要的意义。”
对于此次飞行任务的一系列试验,焦维新认为,这些技术验证对于中国空间站建设非常重要。如果这次没有做技术检验,就发射空间站试验舱,会让矛盾集中。只有目前各项技术设计都运用正常了,下一步再来货运飞船和试验场,将空间站建成。
天问登陆火星对中国有哪些重大意义?
苏联发射的“火星”-3号探测器登陆火星,成为地球上第一个踏上火星的探测器,据说由于遭遇了火星风暴的影响,仅仅工作了22秒,就此与地球失去联系,丧失了任何的工作信号。
中国的“天问”-1号探测器成功登陆火星,并能持续传回火星表面的高清图像,因此,中国称得上是人类发射的探测器正式登陆火星,仅次于美国“海盗”-1/2号探测器登陆火星的第二个国家。
现在,美国国家航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)、俄罗斯航天局(FSA)等全球著名的航天局,对于中国的“天问”-1号探测器成功登陆火星都发来了贺电,都对中国航天科技所取得的重大成绩表示了祝贺。
中国朝野期待的那天,在中国航天人持续不懈的努力下,终于在2021年5月15日凌晨1时许正式实现了,向火星奔去的“天问”-1号探测器,发射的时间是2020年7月23日。
“天问”-1号探测器,成功登陆火星表面,尽管是探索火星的第一步,但迈出的步伐却意义非常重大,成了继美国以后第二个探测器正式登陆火星,并持续传回清晰图片的国家,可谓打破了美国在“登陆火星”上的技术垄断地位,距离地球非常遥远的火星,中国人发射的“天问”-1号探测器来了。
在“天问”-1号探测器飞达火星轨道以后,并未像美国近年发射的“毅力”号探测器那样采取直接登陆火星的模式,而是花费了大量的时间在环绕火星飞行。
目的就是为了获得更多更详细的火星温度、大气成分、气象资源、选择理想的着落区域,供地球上的科学家解算,从而确定“天问”-1号探测器最佳登陆地点和时间等数据。
国际空间站,美国都拒绝中国参与合作,由于美国在航天领域对中国的封锁,中国不可能从美国航天局获取对火星探测器下达指令,因此,整个“天问”-1号探测器登陆火星的过程,只能依靠中国航天人自主完成,将面临比登陆月球背面更遥远更复杂的环境。
“天问”-1号探测器成功登陆火星,显示了中国科技人员在航天领域的高超技术,走在了欧洲空间局的前面,也已经领先了继承了苏联大部分衣钵的俄罗斯航天局,对于中国来说是非常了不起的。
中国人发射的探测器登陆火星,是中国航天人发扬“独立自主,自力更生”精神的真实体现,成了中国航天科技一座新的里程碑,对于中国来说意义非常重大,是中国科技进步的象征,提振了中国人的自信心和民众自豪感,必将成为激励全体中国人实现中华民族伟大复兴的强大动力。
同时“天文”-1号探测器在火星表面着陆,意味着中国在航天高科技领域,成为与美国并驾齐驱的第一方阵成员,将极大地提高中国的国际影响力,是中国真正强大起来的重要标志。
“天问”-1号探测器成功登陆火星,揭开中国人民进行探索茫茫宇宙的大幕,我们的目标是——星辰大海。
安徽籍最知名的科学家?
1 邓稼先 著名核物理学家,中国核武器研制工作的开拓者和奠基者,设计了中国原子弹和氢弹,被称为“两弹元勋”。
2 杨振宁 世界著名物理学家,1957年获诺贝尔物理学奖,在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出里程碑性贡献。
3 黄纬禄 中国著名火箭与导弹控制技术专家和航天事业的奠基人之一,中国导弹事业的开拓者之一,开创了中国固体战略导弹先河,“两弹一星”功勋奖章获得者,中国首枚潜地导弹总设计师,中国第一艘核潜艇副总设计师,中国陆上发射井液体战略导弹副总工程师,被誉为“巨浪之父”、“东风-21之父”、“航天老总”。
4 任新民 航天技术与液体火箭发动机技术专家,中国导弹与航天技术的重要开拓者之一,两弹一星元勋之一,“中国航天四老”之一,领导了中国第一颗人造卫星的发射,曾担任试验卫星通信、实用卫星通信、风云一号气象卫星、发射外国卫星等六项大型航天工程的总设计师,主持研制和发射工作。
5 慈云桂 电子计算机专家、中国科学院院士,中国计算机科学与技术的开拓者之一,被誉为"中国巨型机之父",研制成功中国第一台专用数字计算机样机、中国第一台晶体管通用数字计算机441B—I型、441B-Ⅱ型、441B-Ⅲ型大中型晶体管通用数字计算机。
6 刘有成 有机化学家、化学教育家、中国自由基化学奠基人之一。
7 陆元九 自动控制、陀螺及惯性导航技术专家,我国航天自动化科学技术的开拓者、航天事业的奠基人之一,在长征三号乙运载火箭、人造卫星控制研究和惯性技术领域都取得重大突破,培养了一大批航天领军人才。
8 陈学俊 热能动力工程学家,中国科学院院士,中国锅炉专业、热能工程学科的创始人之一,多相流热物理学科的先行者和奠基人。
9 彭寿 玻璃新材料技术专家,中国工程院院士,建立了中国玻璃工业技术创新体系。
10 张荣桥 航天专家,中国首次火星探测任务“天问一号”总设计师。
安徽十大科学家?
1 邓稼先 著名核物理学家,中国核武器研制工作的开拓者和奠基者,设计了中国原子弹和氢弹,被称为“两弹元勋”。
2 杨振宁 世界著名物理学家,1957年获诺贝尔物理学奖,在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出里程碑性贡献。
3 黄纬禄 中国著名火箭与导弹控制技术专家和航天事业的奠基人之一,中国导弹事业的开拓者之一,开创了中国固体战略导弹先河,“两弹一星”功勋奖章获得者,中国首枚潜地导弹总设计师,中国第一艘核潜艇副总设计师,中国陆上发射井液体战略导弹副总工程师,被誉为“巨浪之父”、“东风-21之父”、“航天老总”。
4 任新民 航天技术与液体火箭发动机技术专家,中国导弹与航天技术的重要开拓者之一,两弹一星元勋之一,“中国航天四老”之一,领导了中国第一颗人造卫星的发射,曾担任试验卫星通信、实用卫星通信、风云一号气象卫星、发射外国卫星等六项大型航天工程的总设计师,主持研制和发射工作。
5 慈云桂 电子计算机专家、中国科学院院士,中国计算机科学与技术的开拓者之一,被誉为"中国巨型机之父",研制成功中国第一台专用数字计算机样机、中国第一台晶体管通用数字计算机441B—I型、441B-Ⅱ型、441B-Ⅲ型大中型晶体管通用数字计算机。
6 刘有成 有机化学家、化学教育家、中国自由基化学奠基人之一。
7 陆元九 自动控制、陀螺及惯性导航技术专家,我国航天自动化科学技术的开拓者、航天事业的奠基人之一,在长征三号乙运载火箭、人造卫星控制研究和惯性技术领域都取得重大突破,培养了一大批航天领军人才。
8 陈学俊 热能动力工程学家,中国科学院院士,中国锅炉专业、热能工程学科的创始人之一,多相流热物理学科的先行者和奠基人。
9 彭寿 玻璃新材料技术专家,中国工程院院士,建立了中国玻璃工业技术创新体系。
10 张荣桥 航天专家,中国首次火星探测任务“天问一号”总设计师。
中国宣布2020年首探火星?
当然有必要了。
看到这我想到航天奠基人齐奥尔科夫斯基的那句名言,“地球是人类的摇篮,但人类不能永远生活在摇篮里。他们不断地扩展自己着探索空间,起初是小心翼翼地穿出大气层,然后就是征服整个太阳系”,是的,人类要想可持续发展,必须要离开家园,殖民外星。
要想清楚知道探测火星的意义,就得先比较一下探测其它行星的价值。
放眼太阳系,除了地球之外,还有水星、金星、木星、土星、天王星以及海王星。
水星是离太阳最近的一颗行星,离太阳近就需要承受强烈的太阳的炙烤,白天水星温度可达400多度,夜晚会降到零下170多度,温差巨大,在水星上根本不适合人类生存;再者,地球上的飞行器飞向水星,是向靠近太阳的一侧飞行,由于太阳引力的加速,飞行器直飞到水星需要大量的燃料来刹车减速,所以技术要求比较高,至今探测水星的探测器很少,只有美国的信使号实现了水星环绕探测,所以从宜居和技术角度水星探测成本较高,探测意义较小。
金星是离太阳的距离排行第二,是地球的邻居,大小和质量和地球很相近,是地球的姐妹星,然而金星的环境却十分恶略,400多度的高温,90多个大气压,还有高腐蚀的云层,人在金星上,不是被烤死,就是被压成馅饼,是不折不扣的人间地狱,从宜居的角度探测金星的意义较小。
接下来就是四颗气态行星,木星、土星、天王星和海王星了,这四颗行星距离太阳较远,都是在宜居带之外,温度比较低,而且这四颗行星的上面没有固体表面,人类是无法在上面立足的,所以人类是不可能生活在上述四颗行星上的,所以就宜居性而言上述四颗行星探测意义相对较小。不过上面四颗行星有好多卫星值得关注,比如木卫二、土卫六,但由于距地球较远,技术和时间成本较大,近期探测回报率较小。
下面就该由主角登场了,火星!!!
火星是太阳系中离地球的较近星球之一,从地球飞向火星最快得半年,时间成本相对其它行星较低,以人类目前的科技努把力就能实现载人登陆火星。
火星上的气温也是在太阳系中和地球最接近的行星了,火星上最高气温能达到15度,最低是零下100多度,和其他行星比比较“温和”了,未来人类完全可以在火星赤道等地区定居。
和地球一样,火星是一颗岩石星球,形成过程和地球类似,火星的倾角、自转周期也和地球相近,火星也有和地球一样的四季火星也是处在太阳系的宜居带内,这意味着在火星上水能够以液态的形式存在,这对人类移居火星具有非凡的意义。
所以说从星球环境、宜居指数、时间成本以及科技要求来说,人类探测火星的意义要比探索其它行星要大,这也是美国不遗余力探测火星的目的,从探路者号、勇气号、机遇号,再到凤凰号、好奇号、洞察号,再到今年要发射的毅力号,美国发射的火星探测器的数量从侧面反映了探测火星的价值。
既然火星探测的意义这么大,所以中国的天问一号 火星探测器也来了
今年7月,长征五号遥四运载火箭将会发射我国首个火星探测器 天问一号,“天问一号”任务并没有重复走他国的老路,而是计划通过实施一次发射,实现多个工程目标,包括火星环绕、着陆巡视,开展火星全球性和综合性探测,并对火星表面重点地区进行精细巡视勘查。
火星探测可以说是航天强国的重要标志之一。我国首次火星探测任务如果实施成功,可进一步缩短美国、俄罗斯、欧洲在深空探测技术方面的差距,提升我国空间探测器的研制水平,推动我国在行星探测和基础科学研究方面全面发展,使我国跻身国际空间探测领域先进行列,
所以说探测火星不仅科学意义较大,而且对我国航天强国建设,提高民族自信和凝聚力也意义十分重大。