大膽的中國(guó)火星任務(wù)將在NASA之前數(shù)年獲得樣本

中國(guó)繼續(xù)大踏步前進(jìn)，成為太空超級(jí)大國(guó)和美國(guó)宇航局的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

除了其提議的擴(kuò)展天宮空間站以及國(guó)際月球研究站（ILRS），中國(guó)還計(jì)劃向火星在未來(lái)十年。

為了準(zhǔn)備太空宇航員抵達(dá)這顆紅色星球，中國(guó)正準(zhǔn)備在擬議的NASA-ESA計(jì)劃前大約兩年將火星土壤和巖石樣本送回地球火星樣品返回（MSR）。

該任務(wù)將是中國(guó)國(guó)家航天局（CNSA）天問(wèn)計(jì)劃的第三次任務(wù)（天問(wèn)-3），并將包括2028年的兩次發(fā)射，這些發(fā)射將在2031年7月將樣本送回地球。

根據(jù)新研究最近發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)》雜志上的中國(guó)科學(xué)家宣布，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的數(shù)值模型來(lái)模擬火星的大氣環(huán)境。稱(chēng)為火星全球開(kāi)放行星大氣模型（又名。GoPlanet-Mars，或GoMars），該模型為天問(wèn)三號(hào)任務(wù)的準(zhǔn)備工作提供研究支持。

這篇論文的標(biāo)題是”新一代火星大氣模型GoPlanet-Mars的開(kāi)發(fā)“，由研究人員執(zhí)行中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所（IAP-CAS）、大氣科學(xué)與地球流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LASG）和地球與行星科學(xué)學(xué)院在中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（SEPS-UCAS）。

該研究由以下人員領(lǐng)導(dǎo)王斌，CAS-IAP的高級(jí)研究員，專(zhuān)門(mén)從事氣候建模。

在過(guò)去的二十年中，參與火星探索的任務(wù)和空間機(jī)構(gòu)的數(shù)量大大增加。

目前，十個(gè)機(jī)器人任務(wù)正在探索它的表面和大氣層，包括七個(gè)軌道器、兩個(gè)漫游車(chē)和一架直升機(jī)。隨著未來(lái)十年將有更多人前往火星（以及載人飛行任務(wù)），對(duì)火星天氣預(yù)報(bào)的需求正在增長(zhǎng)。

正如他們?cè)谡撐闹兄赋龅哪菢?，“世界航空航天?qiáng)國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了火星大氣模型，為著陸探索提供氣象環(huán)境保護(hù)。

為了提供有關(guān)天問(wèn)三號(hào)任務(wù)潛在著陸點(diǎn)周?chē)鷼庀髼l件的信息，研究團(tuán)隊(duì)為火星建立了一個(gè)全球開(kāi)放行星大氣模型。然后，他們使用這個(gè)模型來(lái)復(fù)制火星大氣的三個(gè)關(guān)鍵循環(huán)：塵埃、水和二氧化碳。

然后，他們使用開(kāi)放獲取火星同化遙感探測(cè)（OpenMARS）數(shù)據(jù)集，1999年至2015年的全球火星天氣記錄，以及中國(guó)的觀測(cè)結(jié)果祝融號(hào)漫游車(chē)（中國(guó)的一部分天問(wèn)-1任務(wù)）和美國(guó)宇航局的維京 1 號(hào)和 2 號(hào)蘭德斯。

結(jié)果表明，GoMars模型成功地再現(xiàn)了火星表面壓力的獨(dú)特特征，對(duì)火星表面溫度、緯向風(fēng)、極地冰和塵埃具有良好的模擬性能。

據(jù)王說(shuō)，天問(wèn)三號(hào)任務(wù)將在天問(wèn)一號(hào)的基礎(chǔ)上增加著陸、采樣和返回的額外任務(wù)，這需要有關(guān)火星大氣條件的詳細(xì)信息?？紤]到沙塵暴如何導(dǎo)致多個(gè)任務(wù)丟失，例如機(jī)遇號(hào)、洞察號(hào)和祝融號(hào)，這一點(diǎn)至關(guān)重要——所有這些都是由于太陽(yáng)能電池板上的灰塵堆積造成的。

此外，毅力號(hào)火星車(chē)在沙塵暴期間因空氣中的鵝卵石與它相撞而損壞了其中一個(gè)風(fēng)傳感器。由于火星的觀測(cè)數(shù)據(jù)短缺，該模型還可用于虛擬現(xiàn)實(shí)模擬。

這在準(zhǔn)備前往遙遠(yuǎn)星球的任務(wù)時(shí)是必要的，這有助于他們?cè)O(shè)計(jì)車(chē)輛并選擇合適的著陸點(diǎn)。在這方面，一個(gè)結(jié)合GoMars和未來(lái)觀測(cè)的“虛擬火星”計(jì)劃可以消除未來(lái)任務(wù)規(guī)劃中的許多猜測(cè)。

自 1960 年代蘇聯(lián)和美國(guó)太空計(jì)劃開(kāi)始向火星發(fā)送探測(cè)器以來(lái)，科學(xué)家們一直在開(kāi)發(fā)火星大氣模型，希望克服”火星詛咒."隨著越來(lái)越多的國(guó)家向火星派遣任務(wù)，對(duì)氣候建模的需求變得更加重要。

最后，灰塵和天氣會(huì)對(duì)進(jìn)入、下降和著陸 （EDL） 階段產(chǎn)生重大影響。它們還可能影響地面操作，特別是在涉及太陽(yáng)能電池板、通信和敏感儀器的情況下。

在上升階段，它們也可能是一個(gè)問(wèn)題，在上升階段，任務(wù)試圖到達(dá)軌道并返回地球 - 例如，作為樣本返回任務(wù)的一部分。飾演 Wang評(píng)論在接受新華社采訪時(shí)：

“火星上的塵埃循環(huán)與地球上的水循環(huán)一樣重要。GoMars可用于模擬火星車(chē)休眠前后的塵埃活動(dòng)，從而提供大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，分析休眠的可能原因。

例如，GoMars可以模擬著陸區(qū)的溫度，科學(xué)家可以使用這些數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)適合建造火星探測(cè)器以應(yīng)對(duì)極端寒冷的材料。

在下一個(gè)十年的早期，美國(guó)宇航局和歐空局還打算發(fā)送火星樣品返回（MSR）任務(wù)，以取回毅力號(hào)火星車(chē)獲得的樣本。這將包括一個(gè)NASA樣本回收著陸器，兩架樣本回收直升機(jī)，一個(gè)火星上升飛行器和一個(gè)ESA地球返回軌道器。

美國(guó)宇航局和歐空局目前預(yù)計(jì)這項(xiàng)任務(wù)將在2033年之前發(fā)射，恰逢美國(guó)宇航局首次載人火星任務(wù)離開(kāi)地球。顯然，新的太空競(jìng)賽超越了月亮現(xiàn)在包括到達(dá)火星！

本文最初由今日宇宙.閱讀原文.

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