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火星2号探测器

火星2号是苏联于1970年代进行的火星计划的一部分。火星2号与火星3号完全相同,均包括了一个轨道飞行器和一个着陆器。

火星2号于1971年5月19日16时22分44秒(UTC时间)在拜科努尔航天发射场质子-K/D组级运载火箭发射,并于1971年11月27日成功进入火星轨道。

火星2号着陆器在尝试进入火星大气层着陆时失败,因着陆过程中正遇上火星表面发生大规模尘暴,结果火星2号一头撞进火星上的海拉斯盆地。

中文名称火星2号英文名称Mars 2
研制国家苏联质量2265千克
发射时间1971年5月19日16时22分44秒发射场拜科努尔航天发射场
运载工具质子-K/D组级运载火箭

探测器设计

火星2号探测器结构图

图:火星2号探测器结构图

探测器升空时,轨道飞行器重3440千克,着陆器重1210千克,轨道干质量2265千克。机体高4.1米,宽2米,太阳能板展开时宽度为5.9米。

轨道飞行器

轨道飞行器运行于近火点高度1380千米,远火点高度24940千米的火星轨道上。轨道周期为18小时,倾角48.9度。每次运行到接近近火点位置时,轨道器上的科学仪器将工作30分钟左右。

轨道飞行器的主要科学任务有:绘制火星表面和云层图像;测量火星温度;研究火星表面地形、土壤构成和物理特性;测量火星大气的性质;检测太阳风、星际磁场以及火星磁场。另外,轨道飞行器还在着陆器和地球之间扮演了信号传递者的角色。

1971年11月至次年3月间,火星2号的轨道飞行器传回了大量的数据。1972年8月22日,在轨道器绕火星运行362圈后,科研人员正式宣布,火星2号完成了它的使命。在本次探测计划中,火星2号与火星3号共送回了60张照片。它们所获得的照片和数据首次向人类显示了火星表面高达22千米的山峰、大气层上端大量的氢原子和氧原子、从零下110摄氏度到13摄氏度的地表巨大温差、5.5至6毫巴(55至60千帕)的大气压、比地球低5000倍的水蒸汽含量以及高达7千米的红色尘暴等等。这些图片和数据为绘制火星表面立体图、研究火星重力和磁场提供了重要的信息。

着陆器

火星2号的着陆系统与推进系统分别装载在轨道器的两端。着陆系统包括了一个直径为1.2米的圆形着陆舱、一个直径2.9米的锥形气动减速罩,一个降落伞系统以及减速火箭。整个着陆系统满载燃料后重量为1210千克,其中着陆舱重358千克。燃烧液态氮气的微型引擎是着陆系统的动力来源,另有4个引擎装载在减速罩的外侧以控制降落角度。着陆器的顶部则装载了主、副减速伞、引擎和雷达高度仪。

火星2号着陆器

图:火星2号着陆器

根据设计,仓内使用泡沫来吸收着陆时的震动。当着陆仓成功着陆后,上端会有4片三角形翼瓣打开,调整着陆仓的位置并使得仪器和火星车可以开始工作。

着陆器配备了用于测量火星大气成分的质谱仪,2个360度全景摄像机,温度、气压和风力风向传感器,还有用于探测火星地表化学性质和结构的仪器。其中包括一个用于寻找有机物质和生命迹象的机械铲。它还携带了一面带有苏联国徽的旗帜。通过仓顶的4根天线,着陆器可以和轨道飞行器进行无线通讯。工作期间整个着陆器的能量来源是由轨道器提前为其充电的蓄电池。

为了防止着陆器上的沾染物干扰火星的生态环境,发射前,着陆器已被全面消毒灭菌。

1971年11月27日,着陆器与轨道舱分离,大约4.5小时候到达火星。在着陆器以大约6千米/秒的速度进入火星大气后,着陆系统出现故障,未按预定程序控制着陆器的降落。最终减速伞未能打开,着陆器坠落在火星北纬4°,西经47°的地方。事后猜测,导致着陆失败的原因可能是着陆器进入火星大气的角度过于倾斜。

虽然火星2号的着陆器坠毁了,但是它仍然是人类第一个到达火星表面的人造物体。

火星车

火星2号的着陆器装载了一个4.5公斤的火星车。根据设计,虽然它可以在火星表面移动,但一根15米长的缆线始终令火星车与着陆器相连。由于地球和火星车通信延时非常久,因此不采用全程遥控,而是通过在火星车上安装两根探测金属棒,使火星车可以自主绕过障碍。火星车上安装了动力圆锥触探仪和辐射密度计。

火星2号所载的火星车

图:火星2号所载的火星车

根据计划,当火星2号着陆之后,机械臂将会把火星车放置在地面上,火星车将在着陆仓摄像机的视野范围内移动,并每隔1.5米进行测量。火星车移动所留下的痕迹也将会被记录,并用来研究土壤的性质。但是由于着陆器坠毁,火星车没有进行任何工作。

火星2号探测器
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最新更新:2015-07-22 13:17
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