阿联酋探测器成功入轨火星，拉开2021年火星探测序幕

编者按：本文来自腾讯科技，作者：腾讯太空 乔辉，36氪经授权发布。

北京时间2021年2月10日00点15分左右，官方宣布阿联酋首颗火星探测器“希望”号成功入轨火星。

自从2020年7月20日发射以来，该探测器已飞行了200天的时间。其主要的科学目标是研究火星气候演变以及天气状况，例如沙尘暴等。希望号团队表示，这是第一颗真正的火星气象卫星。设计寿命为2年。

值得一提的是，接下来，我国的天问火星探测器和美国的毅力号火星探测器将相继抵达火星。

希望号探测器的组成和科研目标

希望号探测器由阿联酋和美国科罗拉多大学波德分校联合研制，重1.35吨，大小与一辆轿车相仿。由两个太阳能发电板供电，总功率1.8千瓦，这和家用电水壶的功率差不多。探测器搭载有直径1.5米的高增益天线以及若干低增益天线。此外，探测器利用恒星跟踪定位仪来进行导航。

上面我们提到，探测器重1.35吨，其中接近一半的重量为燃料，燃料主要用于6台推力为120牛顿的发动机进行变轨使用。探测器的姿态调整采用的是动量轮装置，动量轮的原理并不复杂，就是利用不受外力矩系统的角动量守恒的原理，当轮子顺时针旋转的时候，探测器就向逆时针转动。这种装置可以不用消耗燃料进行探测器的姿态调整，是一种在太空中普遍使用方法。希望号探测器搭载有三种主要的仪器，他们分别是：

1、探索成像仪（EXI）：这是一种多波段相机，能够拍摄高分辨率图像，可以对火星大气中的水蒸气、冰晶、沙尘、气溶胶以及臭氧进行测量。

2、红外光谱仪（EMIRS）：用于测量火星大气中的水蒸气、冰晶和沙尘的温度。

3、紫外光谱仪（EMUS）：用于测量火星的全球特征和火星大气热层的变化，为了解开氢和氧的丢失问题。

日本提供运载火箭

H-IIA运载火箭直径4米，高度53米，属于捆绑式两级火箭。火箭芯级采用氢氧发动机，外加2或4枚固体火箭助推器（根据执行任务不同进行调整）。近地轨道的运载能力为10到15吨，地球同步转移轨道的运载能力为4到6吨。

H-IIA火箭的运载能力与我国的长征三号乙火箭相当。长三乙是我国主力运载火箭，发射载荷主要为地球静止轨道通信卫星、气象卫星、北斗导航卫星和月球着陆探测器等。

美国提供深空测控网

图注：位于西班牙马德里的70米深空网天线。

火星探测器离开地球，在飞往火星的过程中需要精确测控。由于探测器的距离很远，发出的信号随着距离的增加而衰减，这就需要有强大的深空测控能力。阿联酋目前尚不具备这种能力，因此需要美国帮助测控和信号回传。

美国深空网（DSN）是由美国喷气推进实验室管理的一个先进的测控网，是为了对执行月球、行星和行星际探测任务的航天器进行跟踪、导航与通信而建立的地基全球分布测控网。

为了克服地球自转影响，实现对深空航天器的连续跟踪，深空网的布局通常是在全球范围内经度上间隔120度布站，这样就可以确保对距离地球表面距离在3万千米以上的航天器进行连续跟踪。

美国NASA深空网由在全球按经度间隔120°分布的三个深空通信综合设施组成，分别位于美国加州的戈尔德斯通、西班牙的马德里和澳大利亚的堪培拉，深空网的操作控制中心位于美国加州帕萨迪纳的喷气推进实验室（JPL）。NASA深空网是目前世界上规模最大、能力最强的深空测控系统。

除了美国深空网，欧空局也有自己的深空网。近年来，我国为了深空探测的需要，也建立了自己的深空网，嫦娥探月计划以及“天问”系列深空计划的成功实施，深空测控网功不可没。

阿联酋为什么要探测火星？

上面介绍了那么多细节，你可能要问，阿联酋为什么要探测火星？

太空的深邃浩渺本身就吸引着地球上的每一个人，星辰大海也是每一个民族的梦想。当具备经济和技术条件，都会尝试去探索。虽然阿联酋在技术实力上尚不具备独立探索火星的能力，但是他们可以通过与其他国家合作来完成这个梦想。

根据官方说法，阿联酋希望通过这次的火星探测来激发年轻人仰望星空，探索宇宙的希望之心。此前，阿联酋曾提出过“2117火星定居计划”，本次成功入轨火星也彰显了这个决心。值得一提的是，今年，也正好是阿联酋成立50周年。

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