“天问一号”着陆火星中国科大等高校功不可没

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中国科学技术大学独立研制的火星磁强计随“天问一号”成功发射

深空探测人类对月球及以远的天体或空间环境开展的探测活动，作为人类航天活动的重要方向和空间科学与技术创新的重要途径，是当前和未来航天领域的发展重点之一。探测方式上，一般包括飞越、硬着陆(撞击)、环绕、软着陆(+巡视)、无人采样返回、载人探测等形式。近年来出现的两个新趋势：对同一探测对象采取多种探测形式交替进行的方式；在一次任务中多种探测手段组合实现综合探测。



深空探测的深度与广度直接取决于一系列关键技术的突破和支撑，这些关键技术包括深空轨道设计与优化、自主技术、能源与推进、深空测控通信、新型结构与机构、新型科学载荷技术等。其中轨道设计与优化技术包括多体系统能量轨道设计与优化技术及不规则弱引力场轨道设计与优化技术等；自主技术包括自主任务规划技术、自主导航技术、自主控制技术、自主故障处理技术等；新型能源与推进技术包括核能源技术、电推进技术、太阳帆推进技术等。



针对火星的探测任务，主要包括探索火星的生命活动信息，包括火星过去、现在是否存在生命，火星生命生存的条件和环境以及对生命起源和地外生命的探测。针对火星本体的科学研究，将包括对火星磁层、电离层和大气层的探测与环境科学，包括火星的地形、地貌特征与分区，火星表面物质组成与分布，地质特征与构造区划；对于火星内部结构、成分，火星的起源与演化也将进行进一步的研究和探索。欧阳自远表示，在以“为人类社会的持续发展服务”的总目标下，将探讨火星的长期改造与今后大量移民建立人类第二个栖息地的可能性。



7月23日，“天问一号”火星探测器发射成功。中国科学技术大学独立研制的火星环绕器有效载荷火星磁强计随“天问一号”成功发射。“天问一号”火星探测器由着陆巡视器和环绕器组成，将在国际上首次一步实现“绕、着、巡”三大任务目标，开展火星全球性和综合性探测。其中火星环绕器有效载荷火星磁强计的主要功能为获取火星空间磁场环境高精度数据，主要科学探测任务包括全面准确地测量火星空间边界层，探测火星南部局地岩层的剩磁及火星感应磁层，研究近火空间处的行星际等离子体和行星际磁场，同时还会结合其他载荷仪器对火星大气中的粒子逃逸等问题开展研究。



火星探测器

是一种用来探测火星的人造航天器，包括从火星附近掠过的太空船、环绕火星运行的人造卫星、登陆火星表面的着陆器、可在火星表面自由行动的火星漫游车以及未来的载人火星飞船等。轨道设计是火星探测工程总体和分系统(如测控系统、发射系统、运载系统和探测器等)的先导。火星探测器轨道设计是以航天器轨道动力学理论和方法为基础，根据飞行任务，在综合考虑能量、飞行时间、地面测控、光照等轨道约束条件下进行的复杂而重要的科研工作。



按照不同的分类方式，可将火星探测轨道分为多种形式，如按火星探测器轨道的运行阶段分类，可将其分为3个阶段：绕地心(地球质心)运动阶段，绕日心(太阳质心)运动阶段，以及绕火心(火星质心)运动阶段；若从轨道能量获取方式划分，可将其分为：大推力变轨，小推力变轨，利用天体引力变轨的火星探测轨道，以及按是否包含地球停泊轨道段等等划分。



磁强计是测量磁感应强度的仪器。根据小磁针在磁场作用下能产生偏转或振动的原理制成。而从电磁感应定律可以推出，对于给定的电阻R的闭合回路来说，只要测出流过此回路的电荷q，就可以知道此回路内磁通量的变化。这也就是磁强计的设计原理，用途之一是用来探测地磁场的变化。

利用磁传感器来确定方向在古代很早就有使用，有资料显示早在二千多年前，中国人就开始使用天然磁石来指示方向。磁强计最早可追溯到我国古代四大发明之一的指南针。近几个世纪以来，磁强计一直在导航领域广泛应用。



磁强计是用来测量磁感应强度的传感器，在工业、农业、交通运输、国防、航空航天、海洋、气象、医疗卫生等领域均有广泛应用。在地质勘探领域，它可用于地磁场变化监测和地质年代检测；在医疗卫生领域，它常被用来检测人体磁场并辅助疾病诊断；在国防上，它可以应用在磁性扫雷、炸弹探测、磁波通讯、磁探针和磁导航；在外层空间探测中，它被用来进行天体运行、演变的磁场检测；而在卫星姿态测控中，可通过磁强计测量空间磁场来提供卫星姿态信息。




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