萤火一号是中国科学院国家空间科学中心与上海航天技术研究院研制的中国第一颗火星探测器。萤火一号是根据俄罗斯航天局与欧空局合作的福布斯-土壤任务的剩余有效载荷搭载量量身定制的小型探测器,也是全球最小的火星探测器。2011年11月,探测器成功發射,但由於俄方佛盖特火箭上面级未能成功变轨至地球火星转移轨道,萤火一号在2012年1月坠毁于太平洋。萤火一号的研制为日后的中國火星探測計劃提供了一定基础。
设计
火星古称荧惑,所以作為中国的第一颗火星探测器,它以谐音命名为“萤火一号”。萤火一号是有史以来设计的最轻的火星探测器探测器上的有效载荷包括等离子体探测包、光学成像仪、磁通门磁强仪、掩星探测接收机。萤火一号的设计寿命为2年。
等离子体探测包(包括静电分析器、离子分析器和质谱仪)与磁通门磁强仪计划进行火星附近磁场和粒子的同时探测,这将是人类历史上首次。这将帮助测量火星表面逃逸氧粒子的流量,判断火星水流失总量。。
原定飞行计划
发射升空后,佛盖特上面级将进行两次变轨,将两个探测器送入地火转移轨道。经历约10至11个半月的飞行后,萤火一号将与福布斯-土壤分离,进入绕火轨道进行环绕探测,福布斯-土壤则将在火卫一表面软着陆,采取土壤样品后返回地球。萤火一号主要研究火星的电离层及周围空间环境,火星磁场等。
任务准备
构想
萤火一号任务由中国科学院空间科学与应用研究中心(中科院空间中心)发起,并不属于中国航天规划的国家重大航天工程。2005年10月,开发福布斯-土壤的俄罗斯科学院空间所联系中科院空间中心副主任王赤,提出其任务尚有搭载其他探测器的余量(约110公斤),愿意搭载一颗中国卫星升空(但未提出前往火星)。中科院空间中心主任吴季等人认为可以使用小型卫星执行一项火星探测任务,聚焦当时探测较少的火星大气和空间环境。中科院空间中心在向国家主管部门提出申请并得到批准后,开始了任务论证工作,并完成了“萤火一号”的命名。
2006年2月,吴季等人前往莫斯科,先后与俄罗斯科学院空间所的科学家和拉沃奇金設計局的工程师会谈。俄方同意了萤火一号搭车前往火星的方案,并探讨了航天器设计。《协议》正式规定萤火一号作为中俄航天合作项目之一,在交付俄羅斯後,将由俄方搭载在俄罗斯的福布斯-土壤任务中。中国空间技术研究院研究员庞之浩认为,中方选择参与国际合作,可借由欧空局与俄罗斯的天线,解决中国航天地面测控网的天线发射功率和直径无法收发火星探测器信号的问题。
2007年年中,国家航天局将卫星平台研制工作交由上海航天技术研究院抓总负责(由徐博明担任工程总师);将科学载荷的研制和地面应用系统的建设交由中科院空间中心负责(由吴季担任首席科学家)。研制的主要困难包括超高灵敏度应答机、长火影带来的超低温环境等。最终,探测器的研制工作总共用时不到3年。2009年4月,原定发射日期前6个月,中方按时将正样探测器运抵莫斯科。俄羅斯聯邦太空局先後兩次搶救都未成功。最终,组合体于2012年1月15日17时45分坠于太平洋海域,携带的有毒燃料在大气层全部烧毁,未构成危险。
后续
2012年8月,清华大学宇航技术研究中心副主任尤政透露,萤火二号正在研制中,但“火星并不是中国深空探测的主要目标”。不过萤火二号后续未有报道,其具体内容未知。2016年1月11日,中国火星探测计划立项,部分萤火一号科研团队成员其后参与天问一号任务开发工作。
参见
- 福布斯-土壤
- 太陽系探測器列表
- 天问一号
参考文献
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