中国火星采样任务基本敲定!2028年分两次发射,有望跑在美国前面

中国航天人已经先后两次成功进行了月球正面和背面的采样,而火星采样任务也很早就提上了议程。过去网上有说天问3号火星探测器将于2028年发射,也有消息说可能会在2030年左右发射。现在,关于天问3号的发射时间基本可以确定了,就在2028年。
据天问三号任务总设计师刘继忠在第2届深空探测国际会议上的介绍,我国的天问3号火星采样并返回地球任务,计划在2028年发射。
图片
中国航天人说话做事向来保守稳健,只要不出重大意外,基本都会准时兑现。火星探测器的发射窗口大约每隔两年一次,2028年正好赶上窗口期,那时火星与地球的距离相对较近。既然总设计师能透露出明确的发射时间,那说明天问3号火星探测器的整体设计研制工作大概率已基本完成,后期主要就是不断进行测试和改进,以保证整个任务不出错,能够一次性成功。
图片
刘继忠还向媒体透露,天问3号探测器将分为轨道器-返回器组合体和着陆器-上升器组合体两部分进行发射。这两个发射时间节点,前后大约间隔40天左右。这两个组合体均使用长征5号运载火箭进行发射,而发射地点位于海南文昌发射场。
长征五号运载火箭是目前我国现役最强火箭,这是一款两级半的大型液体运载火箭,近地轨道运力大约25吨,为我国空间站建设、月球探索和火星探索提供了有力支撑。
图片
不难看出,我国火星采样任务大致步骤和月球采样应该差不多,因为执行任务的航天器均由轨道器、返回器、着陆器和上升器这四大部分构成。
届时,上升器-着陆器组合体将登陆火星表面,由着陆器用机械臂在火星表面采用,采样完成后,上升器将从火星表面升空,把样本送至火星轨道。然后上升器会与返回器-轨道器组合体在火星轨道完成对接,并把样本转移至返回器。最后由轨道器-返回器组合体将样本安全送回地球轨道,到达地球轨道后,返回器会与轨道器分离,返回器将携带火星样本降落至预定着陆场。从发射到携带火星样品返回地面,整个过程预计将耗时三年。
图片
在完成月球采样后,嫦娥5号轨道器去往了地日拉格朗日L1点,嫦娥6号轨道器去往了地日拉格朗日L2点。在完成火星采样这个主体任务后,在燃料允许的情况下,天问3号轨道器可能还将执行其他拓展任务。
月球采样一发火箭就够了!而火星采样之所以要分两次发射,是因为火星比月球质量更大,引力更强,并且火星距离地球太遥远,最近时也相距5500万公里,要想将样本从火星表面带回地球,需要消耗大量的燃料进行变轨、摆脱火星引力,因此探测器需要携带大量的燃料,这导致其质量和体积非常大,以我国目前运载能力最强的火箭还不足以将如此巨大的两个组合体一次性发射到火星轨道。
图片
其实,欧美合作搞的那个火星采样任务也没有一次性将所有设备全部用一发火箭发射到火星轨道。不仅如此,欧美火星采样任务还是分多个阶段进行,任务周期长达10年。第1阶段采火星着陆采样任务由2020年发射的毅力号火星车执行,目前这一段阶段的任务进行的比较顺利。
然而,美国在这个任务上拖了后腿,由于将过多精力和资金投放在了阿尔特弥斯重返月球计划上,这导致样本回收着陆器、地球返回轨道器等关键航天器的研制工作进展十分缓慢,任务已被延期。
图片
鉴于此,我国探月工程总设计师吴伟仁在今年4月份举办的中国航天大会上表示,我国有望成为全球首个完成火星采样返回任务的国家。
将样品从火星表面带回地球表面,跨越了两个行星,任务复杂度极高,是一件极为困难的事,该任务的难度远超月球采样,如果能够取得成功,不仅将再次创造世界纪录,还将为未来载人登陆火星打下基础。希望天问3号能够再创天问1号那样的佳绩!