大膽的中國火星任務(wù)將在NASA之前數(shù)年獲得樣本

中國繼續(xù)大踏步前進(jìn)，成為太空超級大國和美國宇航局的直接競爭對手。

除了其提議的擴(kuò)展天宮空間站以及國際月球研究站（ILRS），中國還計劃向火星在未來十年。

為了準(zhǔn)備太空宇航員抵達(dá)這顆紅色星球，中國正準(zhǔn)備在擬議的NASA-ESA計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)將是中國國家航天局（CNSA）天問計劃的第三次任務(wù)（天問-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》雜志上的中國科學(xué)家宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種新的數(shù)值模型來模擬火星的大氣環(huán)境。稱為火星全球開放行星大氣模型（又名。GoPlanet-Mars，或GoMars），該模型為天問三號任務(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的開發(fā)“，由研究人員執(zhí)行中國科學(xué)院大氣物理研究所（IAP-CAS）、大氣科學(xué)與地球流體動力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室（LASG）和地球與行星科學(xué)學(xué)院在中國科學(xué)院大學(xué)（SEPS-UCAS）。

該研究由以下人員領(lǐng)導(dǎo)王斌，CAS-IAP的高級研究員，專門從事氣候建模。

在過去的二十年中，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，十個機(jī)器人任務(wù)正在探索它的表面和大氣層，包括七個軌道器、兩個漫游車和一架直升機(jī)。隨著未來十年將有更多人前往火星（以及載人飛行任務(wù)），對火星天氣預(yù)報的需求正在增長。

正如他們在論文中指出的那樣，“世界航空航天強(qiáng)國已經(jīng)開發(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)天問三號任務(wù)潛在著陸點周圍氣象條件的信息，研究團(tuán)隊為火星建立了一個全球開放行星大氣模型。然后，他們使用這個模型來復(fù)制火星大氣的三個關(guān)鍵循環(huán)：塵埃、水和二氧化碳。

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

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

據(jù)王說，天問三號任務(wù)將在天問一號的基礎(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)致多個任務(wù)丟失，例如機(jī)遇號、洞察號和祝融號，這一點至關(guān)重要——所有這些都是由于太陽能電池板上的灰塵堆積造成的。

此外，毅力號火星車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風(fēng)傳感器。由于火星的觀測數(shù)據(jù)短缺，該模型還可用于虛擬現(xiàn)實模擬。

這在準(zhǔn)備前往遙遠(yuǎn)星球的任務(wù)時是必要的，這有助于他們設(shè)計車輛并選擇合適的著陸點。在這方面，一個結(jié)合GoMars和未來觀測的“虛擬火星”計劃可以消除未來任務(wù)規(guī)劃中的許多猜測。

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

最后，灰塵和天氣會對進(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，它們也可能是一個問題，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評論在接受新華社采訪時：

“火星上的塵埃循環(huán)與地球上的水循環(huán)一樣重要。GoMars可用于模擬火星車休眠前后的塵?；顒?，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)來設(shè)計適合建造火星探測器以應(yīng)對極端寒冷的材料。

在下一個十年的早期，美國宇航局和歐空局還打算發(fā)送火星樣品返回（MSR）任務(wù)，以取回毅力號火星車獲得的樣本。這將包括一個NASA樣本回收著陸器，兩架樣本回收直升機(jī)，一個火星上升飛行器和一個ESA地球返回軌道器。

美國宇航局和歐空局目前預(yù)計這項任務(wù)將在2033年之前發(fā)射，恰逢美國宇航局首次載人火星任務(wù)離開地球。顯然，新的太空競賽超越了月亮現(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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