中國航天火星計劃兩步走,第一步直接實現「繞,落,巡」,是不是太快了?

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國內貌似沒有火星探測經驗吧,第一步就無人登火星,國內技術有這麼成熟么?蘇聯玩了幾次都沒成功啊。


好幾個回答提到了測控的問題,作為航天測控行業人士,稍微了解一點。隨著分布在我國東西兩端的兩個深空站在2013年投入使用,我國的深空測控網就已經具備支持火星探測的能力,在此之前,國內缺少大口徑深空測控天線,測控工作得靠老毛子或者歐空局才能完成。螢火一號就計劃用老毛子的熊湖60多米口徑天線。此外,由於我國在嫦娥一號開始一直就與歐空局有合作,也可以用他們35米的深空站。別的國家肯定是指望不上的。


現在國際上真正具備自主獨立深空測控的也就美國,俄羅斯,歐空局和中國,特別是隨著我國南美深空站的建成,我國也具備了跨洲際的深空測控能力,火星探測測控覆蓋率達到九成以上。像印度、日本這種,雖然自己國內也有深空測控站,但還得依靠老美提供支持。

我國的測控能力一直是與我國太空探測計劃同步發展的,從近地到月球再到深空,基本是白手起家,從無到有,而且現在已經具備相當強的能力(雖然和老美還是有些差距)。大家如果看看相關方面的論文,就可以看到我國的航天測控系統早就遍布全球(大部分都是和中國關係比較好的第三世界國家),加之測量船的補位,自主測控覆蓋率已經非常高。這些和中國航天的發展是一樣的,中國的航天一直被國際邊緣化,但硬是依靠自身發展成一枝獨秀。

因為測控系統和每個航天分系統都要打交道,對其他分系統雖然不是深入了解,但也知道一些。對於題主的問題,我認為是這樣的。

1.單獨進行繞火探測沒有太大的挑戰,測控系統早就跟蹤過歐空局的金星和火星探測器,已經驗證過了相關的支持能力,比如通信和定軌(我也有幸控制大口徑天線跟蹤過老美的兩個火星探測器MRO和ODY)。對於探測器系統來說,一個繞火的探測器與嫦娥一號、二號區別不大。其他系統基本也沒太多差別(長征五號之前我國就已經具備火星探測的運載能力)。

2.目標要比現有能力高一丟丟才有挑戰,大家幹活也才有奔頭。如果就用現有技術拼個探測器打上去,其實並沒有多大挑戰。如果加個火星著陸,不僅對外名聲好,對上也好獲得支持。火星著陸與地球著陸相似,有大氣減速,一定程度上來說,比嫦娥三號要簡單(都是自主著陸,即進入著陸程序後,地面唯一能做的就是乾等著,無法干涉)。嫦娥系列已經積累了很多基礎,而我國的返回式衛星和神舟系列的大氣著陸技術已經非常成熟。所以,在火星著陸類似於換了一個地方,做類似的事。

4.關於巡視,既然都決定落下去了,那就不要像美國鳳凰號那樣原地不動,搞個小車跑跑效果更好哈。

5.關於有人提及的火星各類環境參數、引力場模型、大氣模型等,其實老外早就公布了。何必不站在巨人肩膀上彎道超車呢?

6.火星探測周期長。發射一次,得半年後才能進入火星軌道,下一次發射還得等兩年。再不搞點大新聞,中國的深空探測在國際上就沒聲音了。

整體來說,我國的火星探測不是口號式的或者說盲目的跨大步,而是在積累了這麼多年的經驗和基礎設施建設上綜合考慮的。我國的航天總體看來都是以求穩為主,這是契合上級領導思路的。試想想,如果各位專家老總沒有十足的把握拿出各種保證來說服領導,這種計劃也是不會被批准的。

後續兩年,我國馬上就要進行嫦娥五號(月球採樣返回)、四號(月球背面著陸加地月中繼)探測任務,然後就火星探測,步子看上去比原來嫦娥一期、二期工程緊多了,但的確也是在足夠的積累上才開始的。再往後的計劃也是有的,不過還在論證階段。我自然是期望我國的深空探測越走越遠,越來越多。如果大家能有興趣再去了解一下美國的小行星探測計劃,就會知道,很多事情雖然都是打著科學的名義,實際上有非常多不可告人的軍事功能。試想,哪天突然天上掉下來一個直徑100米的小行星砸你頭上,你會不會想到這是有人故意對其進行了精確軌道控制?而你卻從未考慮過這種人為的來自外太空的打擊,你甚至根本沒有防禦手段,甚至也根本不知道誰在操作這一切。


有圖!!!在之前中國航天日,葉培建院士(探月工程的總指揮兼總設計師)來我們學校做了空間技術報告,有幸在擁擠的報告廳有了一席之地可以坐下聽。
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現場照片

當時給我們講了中國航天一些事情,當然大部分是給我們科普技術,航天人的精神,以及我們的航天路。。。

院士講交會對接 沒錯,,,紙杯子!

還有飛行器能源問題。。。條件有限,上紙板。。萌萌噠。

好了,當然也重點說了我們探月,17年月背著陸,還有拉格朗日點中繼衛星的事情,因為參與了大學生登月探測載荷設計。。。。然後,順帶給我們講了我們要去火星的事情。。。
嗯按院士,我們總設計師的說法,從東方紅升起,到現在的空間站建設和探月計劃,以及近期的火星計劃,中國從來都是面臨著很多困難,可是我們向來就是在困難中找到了辦法,做出成績。
太空是全人類的,我們以開放的姿態歡迎尋求各國合作,可是迎來的是不信任與技術封堵甚至蔑視。近58年的仰望,去太空深處探索的夢想是我們的動力。
印度的火星探測器MOM的技術水準相當是美國71年的水手9號。。。東西也是多國硬體組裝的。畢竟你即使就是射上去石頭,幾公斤重,也是衛星。印度政治目的遠大於探測計劃的科學水準。我們自然不服,也不能落後。畢竟人家確實是亞洲第一個實現了去火星。而使用俄羅斯的火箭合作探測火星,發射的螢火一號卻變軌失敗了失去目標信號,(功能上比印度高級且主要科學探測目標是對火星的空間磁場、電離層和粒子分布變化規律,以及火星大氣離子逃逸率進行探測),這次我們要一次性完成環繞,著陸巡視,取樣返回。各國都在競爭與合作,我們自然有了壓力與危機感,失去話語權,別人自然不會認可你。
我們有一定可以去,而且可以更多重要的事情(環繞衛星加可以返回的巡視登陸器採集樣板)。當然難度很高,距離遠,深空測控網路建設,軌道控制,著陸變數等等都很難。悲觀說很容易失敗,但就因為這樣我們可以嘗試 !一萬年太久,只爭朝夕。

流傳的中國火星探測器

當然最後,也可以這樣問(假設在1961),美國要十年內登月,沒有人做過,之前很多次發射計劃很多也都失敗了,我們可以去月球嗎?
假設在蘇聯,沒有人把實驗室往太空軌道扔,我們可以嗎?
再比如現在美國要載人去火星探測了,是否可以去呢是否為之過急?
現在的技術條件遠比登月時來的好,相信夢想和探索未知的動力。。。務實工作。。。
有空補乾貨。。。
個人來看,中國航天現有的高端實力不如美俄歐日等國和其組織,畢竟一塊玩耍比單幹要好啊!我們需要解決大推力的火箭,深空間的遙測,精準進入火星軌道,可以讓巡視器著陸,而且一切至少都可以有效工作才行。無疑這很明顯是政治上的必須與科學上的需要,誰更重大家可以看出來的。。。畢竟當時老先生還是說了上頭,黨和國家的大力支持的結果。。。。然後我們有木有能力呢?
院士說的很堅定,很有感染力。我自然也就選擇相信,我們努力後還是很有希望的。
待續討論中國的航天硬體,未來的主力,怎樣才能去火星。————————————————————
要去火星需要大推力的火箭。一整套的工業與健康持續的經濟支撐。
現有的長五20噸的近地有效載荷很不錯了。發射火星探測器也是足夠用。若要去載人登陸火星。我個人覺得。各國政府有責任去推進合作。而不是對抗的老路子。人家蘇聯,美國還不是合作了。。。


美國馬上要發射第二個好奇號大小的火星車了,還要在二十年內載人登陸火星;連印度都已經實現了環火。我想中國火星計劃的推動者們會很有危機感吧。


之前的火星探測任務一直都是卡在測控上面,一顆衛星打出去找不到在哪裡,控制根本就無從談起。
但是隨著目前測控網的完善以及新技術的發展,除了一些小地方還不完善以外(比如南美某國),基本上也算是問題不大(極端情況下甚至可以考慮調用FAST)。
認為由於火星探測器失敗率較高而覺得方案比較激進的,我能表示理解。
同時也需要指出的是,發射階段就失敗的任務數量很多,早期由於控制不當(包括失聯,操縱失誤等原因)造成mission failure的事情也很多。
然而按照時間來看的話,實際上近期的火星任務的成功率是越來越高了。誠然跟美帝掌握核心科技有關,但實際上也可以反映出當前科技水平實際是已經足夠保證高成功率的探測器任務的。
因此唱衰也是不必要的。更何況,誰也不知道未來四年間能出現什麼樣的進步。


個人看法,我國深空測控網路從未進行過如此富有挑戰性的任務,所以悲觀一點的話我認為失敗是可以接受的。
但回想一下,殲20出現之前幾乎沒人相信中國能夠獨立研製四代戰鬥機,但它確實出現了,並且越來越完善了,運20同理。
所以說,有點信心也是應該的,畢竟今日之技術也遠非昨日所能比,上世紀30年代時民航業的先行者們恐怕也難以想像曾經事故率居高不下的民用飛機能演變至今日能承載數百人實現跨太平洋飛行,安全性能超越其他交通工具(曾經跨大西洋的民航機都是需要裝備浮筒以備海上迫降的,安全性能可想而知)的主要交通工具之一。總有一天現在50%以上失敗率的火星任務也將成為人們茶餘飯後的談資。
引用一句毛爺爺的話:用發展的眼光看問題。


We choose to go to the Moon! ...
We choose to go to the Moon in this decade and do the other things.
not because they are easy, but because they are hard.
----John F. KennedySeptember 12, 1962
在這個著名的演講之前的一年,1961年5月5日,美國才由航天員阿蘭·B·謝巴德乘坐「水星」飛船「自由7號」實現了第一次亞軌道飛行。所謂亞軌道指的是謝巴德並沒有真正的進入繞地軌道,當時時任蘇聯最高領導人的赫魯曉夫戲稱這次航行為「跳蚤的一躍」。

後來的事情大家都清楚了,1969年7月,阿波羅11號登月成功,阿姆斯特朗在月球表面留下「個人的一小步」。

航天事業的發展離不開政府的大力支持,一旦國家真正的在關注航天事業的發展,願意投入資金、人力支持,那麼在較短時間內取得相比之前更顯著的成果是完全可能的。

願中國的航天事業騰飛吧。

最後貼上肯尼迪這次演講被引用最多的一段,

We set sail on this new sea because there is new knowledge to be gained, and new rights to be won, and they must be won and used for the progress of all people. For space science, like nuclear science and all technology, has no conscience of its own. Whether it will become a force for good or ill depends on man, and only if the United States occupies a position of pre-eminence can we help decide whether this new ocean will be a sea of peace or a new terrifying theater of war. I do not say that we should or will go unprotected against the hostile misuse of space any more than we go unprotected against the hostile use of land or sea, but I do say that space can be explored and mastered without feeding the fires of war, without repeating the mistakes that man has made in extending his writ around this globe of ours.


There is no strife, no prejudice, no national conflict in outer space as yet. Its hazards are hostile to us all. Its conquest deserves the best of all mankind, and its opportunity for peaceful cooperation may never come again. But why, some say, the Moon? Why choose this as our goal? And they may well ask, why climb the highest mountain? Why, 35 years ago, fly the Atlantic? Why does Rice play Texas?


We choose to go to the Moon! ... We choose to go to the Moon in this decade and do the other things,not because they are easy, but because they are hard; because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one we intend to win ...


說點不成熟的個人想法吧。。。這幾年別國走的太快,美國歐盟不用說,日本小行星計劃都提了n個了,印度反正是技術不行那我就全搞新技術,你嫌我數據不好你也得用我的。。。中國想一步一步來,求穩的話壓力好大啊。。。
嫦娥「繞落回」要發三次,技術最成熟風險最低的嫦娥一號「繞」的各種數據被日本同時期的selene一號全方位碾壓(名字都取一樣的真是註定相殺啊。。。),三號好不容易著陸成功吧,玉兔沒走多遠就掛了,錢也花了成果還不盡如人意,探月基本沒有什麼可以超過別的國家的死角了,火星探測其實也被分的差不多了,再求穩怕經費都不好申吧。。。

不行說到這兒我覺得我得匿了。。。

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更一下~
在月球已經被探索的差不多的國際形勢下,火星幾乎是目前的最熱點,而且別國也走在前面很久了,摘一段10年出版的中譯本《火星,關於其內部表面和大氣的引論》一書的譯者序,咱們自己說大實話:

(雖然)從20世紀70年代的海盜1號和2號之後,人類(說人話就是美蘇)對火星的探測停滯了十多年,在這十多年間,科學家有了充足的時間分析大量的探測數據……然而從90年代開始,美國再次開始了火星探測的熱潮,幾乎沒有錯過任何一次發射窗口(每26個月出現一次的最佳發射窗口),發射了多顆探測器和巡視器。

蛋糕已經分的差不多啦,就問你怕不怕!採樣返回是目前少有的死角了,就問你搶不搶?


個人支持膽子大一點。其實對於這個項目,只要能繞,相信國人就已經可以滿意了。在這種情況下大膽做一些前瞻性嘗試,成了更好,失敗也不影響太多,為什麼不做呢?


比較快,顯得有點激進,但是要是早下決心探測火星的話完全可以分成兩步走,仿照探月,先用長征三號乙(CZ-3B)發射2.8~2.9噸的探測器,實現環繞火星,取得火星大氣層和火星地表的第一手數據,然後再發射探測器著陸火星。當初決心不夠,據電視媒體採訪是說深空測控能力不足


又不用返回,大丈夫。
畢竟嫦娥二號連小行星都飛臨過了。火星著陸就是距離遠(4000萬公里,不到0.3AU,還沒嫦娥二號飛的遠),和軟著陸(嫦娥三號已經實現了)。


這得換個思路,一次性繞落巡,大家主要擔心的是這個落和巡,就算這倆跪了,這不也不耽誤繞嗎?落和巡就當充話費送的,成了賺,跪了就跪了,再射一發就是了


之前有幸參與過關於火星表面制導的項目,個人感覺僅僅在飛行器降落火星這個過程中就存在一些問題和相當大的不確定性,考慮到還要綜合發射、定軌以及其他方面估計問題還是會比較多 。
所以我個人覺得在沒有任何火星探測經驗的情況下一次性完成登陸任務比較困難,但整體任務能否成功不是一兩個人能預測的。可能上百次的評估也未必能得到絕對的結論。


今時今日我們有錢了,
炸得起飛機也炸得起探測器…


當年十年的預算才夠憋一個探測器的機票
深空測控不行,入軌失敗那就只能再等十年
今日入軌失敗/失聯,我明年再上!

反正CZ-5要是成功的話,火箭多多的是!
怕毛線啊


環繞火星有困難,如果能環繞了,降落相對還是容易的

只要能進入環繞,降落火星比月球的風險實際還要低一點


第一次被邀請回答這麼專業的問題,誠惶誠恐。
坦白講,這麼大的政策,不是我不想評論,是無從評論。
航天要發展,探索宇宙的腳步也不會停歇,我們不需要多麼超前,但只要跟上美帝的腳步,我們就已經比較先進了。畢竟,美帝,掌握核心技術。月球探測的下一站,就是火星探測。如果有必要實施火星探測,那麼國家制定的這三步走的計劃,從我這個航天民工的角度看,有其合理性。
單純從技術角度講,必定能拉動一波新技術的發展。
不敢妄言,戰戰兢兢就答這麼多吧。


國內這十幾年航天發展,求穩很重要,激勵人心很重要,但讓人產生搞航天風險也沒那麼高的錯覺也不好。再發展我們會逐步回到風險與挑戰並存,直面航天發展的坎坎坷坷,你看,space X家的火箭又出事了,技術都是這樣進步的。


我能說這幾天航天8院候X因為被境外策反而調查了嗎?
之前火星探測衛星總設計師,實踐七號總設計師,火星計劃設計師。


我倒覺得中國的太空計劃策略不對,太空探索本來就充滿風險和挑戰,有時候不能太中規中矩的來,想一步一步穩紮穩打,耗時費錢,倒不如膽子大一點,多測試一些新技術,實現彎道超車,不然一步一步來怕是永遠都追不上美國人了。像阿三那樣勇敢挑戰,失敗了不要緊,但哪怕成功了一次都是極其重大的成果


2017.9.15一年後挖墳這個問題,其實目前來看不存在啥技術風險。無非就是火星著陸比較困難,但是我們這次不是採取直接進入大氣層著陸的方式,而是採用先進入軌道,幾個月之後再著陸的方式。這樣做有倆好處:首先速度下來了,不需要用大氣層減去大部分速度。其次,可以利用軌道器的遙測數據再選擇最佳著陸點。
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2017.9.17二更:"根據計劃,在2020年七八月間,火星探測器將在海南文昌發射中心,使用長征五號運載火箭將探測器直接發射到地火轉移軌道,經過漫長旅程飛行,到達火星,進入火星環繞的運行軌道,對預選著陸區進行詳查評估,之後擇機釋放著陸器和巡視器。 " from2017年9月15號的人民日報海外版
鏈接:http://paper.people.com.cn/rmrbhwb/html/2017-09/16/content_1805595.htm


從探月工程應該獲得了很多經驗吧


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