中科院在官网上发布了一篇关于检测火星沙尘暴的构思方案,文中提出为了能够使得天问三号完成采样任务后,在返回地球时避免遭受火星沙尘暴的肆虐,可以采用“四点一体”的卫星发射方案来对火星进行实时检测,对火星沙尘开启预警体系。
而这篇文章一经发表,就引发热议。不少人认为这种方案对天问三号的顺利返回并不会起到太大的作用,对此,人们开始对中科院的方案产生质疑,难道说,这次真的是中科院错了?
返程方案的组合2022年,在南京大学的举办了一次研讨会,会议期间,中国天问一号项目的主要负责人孙泽洲对天问三号的返回时间进行了预测,天问三号将于2028年出发,在2031年返回地球,在这三年期间,天问三号要在火星上采集土壤,并将其带回地球,从而打开对火星探索的新领域。
在这之前,嫦娥五号也曾完成过类似的采集任务,从月球上带回了月壤,而此次天问三号虽然与嫦娥五号的采集任务相似,但由于所面对的是不同的星体环境,因此,这二者之间就会存有一定的差距。
截止目前,孙泽洲所提出的方案中包含了两大组合,一个是着陆与上升组合体,另一个则是轨道与返回组合体。这两大组合的工作性能和所要完成的任务是不同的。着陆与上升组合体主要是在天问三号由地球前往火星的过程中完成工作指令,为这段旅程保驾护航;而当天问三号的采集任务完成,轨道与返回组合体就开始登场,它将于2029年抵达火星,之后与天问三号实现在轨对接,之后等待返回指令。
天问三号的返程方案按照航天工作者的预测,轨道与返回组合体可能会在2030年正式启动,脱离火星而向地火轨道迈进,如果一切顺利,那么在2031年就会成功回到地球。值得注意的是,美国早已开始策划火星采样任务了,但是由于这一过程较为复杂,需要非常精细且庞大的规划才能够得以完成,因此,对所制定的策略不断地进行更改,最终预测毅力号将于2033年返回,这比中国地预测结果晚了两年!这是因为在2022年,中科院就已经在论文中提出要提前规划天问三号的返程任务,以避免火星沙尘对天问三号的返程带来阻力。
对此,研究者也制定了两种方案,方案一是轨道与返回组合体于2028年从地球出发,为了缩短时间,着陆与上升组合体将在同年12月出发,2029到达火星,等待天问三号完成采样任务后,再于2030年启动返回机制;方案二则是着上组合于2028年发射,在同年七月完成采样后紧接着在10月发射入轨,而轨返组合则是从2028年开始发射,于2029年9月份进入地火轨道,直到2030年11月份开始返回地球。
这两个方案看似时间相差不远,但风险度却大大不同。第一个方案恰好处在沙尘暴季节进行采样,而第二个方案则躲开了火星沙尘的时间。很显然,第二个方案更胜一筹。
第二个方案的风险但是,即使第二个方案中躲开了沙尘暴的侵袭,着陆与上升组合体将会接近火星的太空中运行较长的时间,这其中依然蕴含着较大的风险。火星沙尘暴是火星上的一种特殊的气候现象,由于火星的空气稀薄,大气较为活跃,时常会产生剧烈的运动,大范围的扬起颗粒和尘埃,由此便形成了尘暴。
火星上每年大约会产生数百次的尘暴现象。而这种沙尘暴会影响火星探测器的正常运转,遮挡阳光,阻断了探测器的电能来源,长此以往,探测器便会进入到休眠状态,甚至会长时间无法苏醒,因此,中科院才会如此重视此次天问三号的返程规划,希望其可以避免火星沙尘,将火星的土壤顺利带回地球。
由于火星的情况比较特殊,因此,中科院提出地“四点一体”的卫星组合虽然可以及对沙尘暴提出预报,但是,如果只将“四点一体”卫星组用来监测火星沙尘,那么其并不会产生太大用处,因为火星沙尘暴有时是全球性的一种天气现象,并且火星探测器无法自主的进行躲避,因此,其只能提供一种预测。为天问三号任务部署火星气象卫星究竟是否有价值?我们不得而知,只能耐心等待科研人员的努力!