2014年9月24日,印度的“曼加里安”号火星探测器成功进入火星轨道,成为亚洲第一个将探测器送入火星轨道的国家,也是全球第四个成功进行火星探测的国家或组织。在我们为印度在航天事业中取得的巨大成绩鼓掌祝贺的同时,有没想过为什么像中国、日本等亚洲航天大国,反而没印度那么早成功进行火星探测呢?这里面还是有原因的。

“曼加里安”号火星探测器

“曼加里安”在印地语中有“火星飞船”之意,此探测器是印度自主研发的火星轨道探测器(Mars Orbiter Mission,缩写MOM),重1.35吨,外层覆盖着金色的发光箔,成本约7300万美元。在2014年该火星探测器被美国的《时代周刊》评选为2014年度25项最佳发明之一,称赞为“超智能航天器”。

MOM即将安装在整流罩内

MOM携带了4台科研仪器和一台照相机,目标是为了分析火星的表面、大气和地质,最重要的是其中的甲烷探测器,用来寻找火星大气中的甲烷痕迹。因为地球上的甲烷都是微生物代谢产生的,所以要是能在火星上探测到甲烷的存在,就可以验证火星上可能存在或曾经存在过生命,但是如果同时探测到甲烷和二氧化硫,那么甲烷也可能是由于地质活动产生的。

“曼加里安”号的追火星之路

“曼加里安”号使用的运载火箭是PSLV-C25,网上很难查到此种运载火箭的参数,不过大致上可确认的是,这种运载火箭为4级式并捆绑有6枚助推火箭,具备将大约1.6吨的载荷运送太阳的同步轨道,性能可以说比较差,几乎差点就连MOM都发射不上去了。举例说明一下,发射了美国机遇号火星探测器的德尔塔火箭载荷可达2.2吨,而发射嫦娥二号的长征三号乙火箭可达5.1吨。

顺利完成此次发射任务的PSL-25运载火箭

由于PSLV-C25运载火箭的较低运载能力,“曼加里安”号也就不能靠火箭自身的推力直接达到第二宇宙速度,也就不能进入地火转移轨道了,所以要依靠引力弹弓效益使用地球的引力进行多次的加速,期间要通过多次的探测器自身携带的发动机进行调控和变轨。这个神奇而复杂的轨道先是绕了地球20多天,进行了6次的近地点加速,最终才顺利达到第二宇宙速度,进入了地火转移轨道,使得整个火星探测之路走了大约300天。

“曼加里安”火星探测器的漫漫太空路

为什么“曼加里安”成功了呢?

“曼加里安”成功进入火星轨道的原因可总结为三点:

①印度在轨道设计、深空测控通讯、地火转移和探测器轨道调整等方面的确是有很大进步的,这方面的实力还是值得肯定的;

②寻求了国际同行的帮助,借助其他国家的科技和设备。像运载火箭就是借鉴了其他国家的技术,虽然运载能力不大,但是勉强可以用。另外,印度还没有自己的天基探测网,所以此次的火星探测还是依靠美国NASA的深空探测网,并且使用了像俄罗斯测控中心的天线等。

③运气,这一点很重要。航天事业虽然说是高精尖的,但是天有不测风云这风云啊。日本在1998年的“希望号”火星探测器和中国在2011年搭载在俄罗斯探测器上的“萤火一号”火星探测器,要不是都失败了,那么亚洲第一个成功探测火星的国家也轮不到印度了。

最后,不可否认的是印度的“曼加里安”号火星探测器传送回来了很多火星的近照,对我们了解和研究火星做出了一定的贡献。不久的将来,我们不仅要派遣探测器进入火星轨道,还要派出探测车登陆火星,甚至是带回样本。火星始终在哪,就看你去不去的了。

“曼加里安”号拍摄到的火星大气和火卫一(图中的黑点)