螢火一號，中國首個火星探測器?！拔灮鹨惶枴睆?006年10月開始預(yù)研，2007年6年正式研制。按照中俄合作協(xié)議，中方已經(jīng)完成了初樣的全部研制工作，一顆結(jié)構(gòu)力學星和一顆電性星已于2008年9月29日運抵莫斯科，等待中俄聯(lián)合試驗。預(yù)計于2009年10月6日至16日期間發(fā)射。由于9月29日，俄方宣布要推遲“福布斯-土壤”火星探測器的發(fā)射時間，因此“螢火一號”得發(fā)射時間可能也要受到影響。

螢火一號-簡介

螢火一號，是中俄航天合作項目“中國與俄羅斯聯(lián)合開展火星探測計劃”的重要部分。根據(jù)中俄兩國協(xié)議，雙方確定于2009年對火星及其衛(wèi)星“火衛(wèi)一”進行聯(lián)合探測，中方衛(wèi)星將由中國設(shè)計、生產(chǎn)。中科院組織評審委員會認為，中方衛(wèi)星“螢火一號”以探測火星空間環(huán)境為目標，該星與俄羅斯“福布斯-土壤”衛(wèi)星，形成對火星空間環(huán)境的首次聯(lián)合探測，具有很好的創(chuàng)新性和重要的科學意義;中俄聯(lián)合火星探測計劃的實施，將實現(xiàn)中國首次行星探測，推動衛(wèi)星有效載荷研制水平的提升，增強行星探測的能力和影響力。

據(jù)了解，螢火一號將由俄方運載火箭發(fā)射，并被送入火星橢圓軌道;其后，該衛(wèi)星將自主完成對火星空間環(huán)境的探測任務(wù)。期間，俄“福布斯”火星探測器則將在“火衛(wèi)一”表面著陸，提取“火衛(wèi)一”土壤等樣品，并返回地球。螢火一號還將與“福布斯”探測器聯(lián)合完成對火星環(huán)境的掩星探測。

螢火一號-結(jié)構(gòu)特征

螢火一號實際質(zhì)量為110公斤，主體部分長75厘米，寬75厘米，高60厘米;它的兩側(cè)是展開的太陽能帆板，太陽帆板展開將達到7.85米;在衛(wèi)星有效載荷的主體部分，有多個探測通道，一雙雙“眼睛”對準火星;設(shè)計壽命是兩年，2008年4月探測器完成初樣，2009年6月完成真樣，2009年10月，“螢火一號”與俄方的火星土壤采樣返回探測器Phobos-Grunt(簡稱“福布斯探測器”)一起由俄運載火箭同時發(fā)射，發(fā)射地點是在哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾航天發(fā)射中心。

螢火一號-命名由來

火星是位于地球軌道外側(cè)最近的一顆行星，距離地球3.5億公里，由于它發(fā)出特殊的紅光而令人注目。西方把它稱為‘戰(zhàn)神’，中國古代則稱之為‘熒惑’。‘熒惑’諧音‘螢火’，又是中國第一顆火星探測器，故取名‘螢火一號’。

螢火一號-研制過程 “螢火一號”從2006年10月開始預(yù)研，2007年6年正式研制。按照中俄合作協(xié)議，中方已經(jīng)完成了初樣的全部研制工作，一顆結(jié)構(gòu)力學星和一顆電性星已于2008年9月29日運抵莫斯科，等待中俄聯(lián)合試驗。

目前“螢火一號”仍在莫斯科，正進行與俄羅斯火衛(wèi)一探測器的對接試驗，進程比較順利。按照計劃，對接試驗將于2009年9月下旬完成，然后將會把對接好的“螢火一號”與俄羅斯火衛(wèi)一探測器一起空運至位于哈薩克斯坦的拜科努航天發(fā)射場。

根據(jù)計劃，已經(jīng)身在俄羅斯莫斯科的“螢火一號”，于2009年10月6日至16日期間的“窗口期”發(fā)射。

根據(jù)中俄合作協(xié)議，“螢火一號”探測器將與俄羅斯“福布斯-格朗特”著陸探測器共同搭乘俄方運載火箭升空。此后，“螢火一號”與“福布斯”將分道揚鑣，“福布斯”轉(zhuǎn)途探測火衛(wèi)一，并登陸采集火衛(wèi)一的土壤返回地球，而“螢火一號”則進入繞火星的橢圓形軌道，展開太陽帆板，正式開始履行它的火星探測使命。

螢火一號-關(guān)鍵技術(shù)

“螢火一號”包括四大關(guān)鍵技術(shù)：超遠距離的測控通信;自主控制;超低溫度的適應(yīng)技術(shù)和8.8小時的長火影;還有熱控技術(shù)，輕型化技術(shù)等難點，簡稱“三控一化”。

人造地球衛(wèi)星與地球的距離一般從幾百公里到幾萬公里左右，月球距離地球約為38.4萬公里，而到火星處距離約3.5億公里，衛(wèi)星的測控數(shù)傳要克服信號衰減和傳輸時延等困難，實現(xiàn)深空環(huán)境下的有效通信，到火星的信號較到地球衛(wèi)星接收信號要弱幾千倍。

而由于火星與地球之間距離甚遠，火星探測器接收地面遙控指令時間較長，環(huán)繞火星運行時，地面測控站進行遙控的主動控制能力遠低于地球衛(wèi)星，因此，對火星探測器星上自主能力的要求大大提高，以降低衛(wèi)星對地面系統(tǒng)的依賴性，不能夠像地球衛(wèi)星那樣實時遙控。

除此以外，“螢火一號”在整個探測過程中，將遭遇7次“長火影”，時間長達8.8個小時。此時，火星將運行至探測器和太陽之間時，主要依靠太陽能的“螢火一號”為了保存能量，不得不進入休眠狀態(tài)。然后，它在“長火影”結(jié)束后再加電喚醒。而經(jīng)過8.8個小時的休眠，“螢火一號”的周圍環(huán)境溫度達到零下200℃以下，過低的溫度會影響機器休眠時的運行，如果機器被“凍死”，就不能在通電后“活”過來。

螢火一號-設(shè)計參數(shù)

尺寸：750×750×600 mm 重量：110 kg

功率：90 W(平均)180 W(峰值)

數(shù)據(jù)傳輸速率：80 bit/s

2 x 3塊太陽能電池板，全長7.85米

任務(wù)類型：軌道

環(huán)繞星體：火星

發(fā)射日期：2009年10月

運載火箭：聯(lián)盟號運載火箭

任務(wù)持續(xù)至：1 年

質(zhì)量：110 kg

軌道傾角：5°

軌道運行周期：3 天

螢火一號-探測使命

進入火星軌道

“一箭雙星”將在距地面200公里的遠軌道飛行4小時，然后飛到距地面1 萬公里的過渡橢圓軌道做26小時的無動力飛行。之后，伴隨著火箭主發(fā)動機的再次啟動，“螢火一號”徹底告別地球，進入從地球到火星的雙曲線軌道，和“福布斯”同甘共苦地共同飛行11個月。 在聯(lián)合飛行的過程中，兩顆衛(wèi)星通過電纜連接在一起，“螢火一號”的能量由“福布斯”供給。到2010年8月之后，兩顆衛(wèi)星正式分道揚鑣，“福布斯”將轉(zhuǎn)途去探測火衛(wèi)一?！拔灮鹨惶枴眲t進入繞火星的橢圓形軌道，在“近火點”(距離火星最近的點)800公里、“遠火點”(距離火星最遠的點)80000公里、軌道傾角正負5度的火星大橢圓軌道上，展開太陽帆板，正式開始履行它的火星探測使命。

探測任務(wù)

“螢火一號”和“嫦娥”的任務(wù)其實很類似，只不過探測的對象不一樣?！拔灮鹨惶枴卑菰L火星時，將共攜帶八件“武器”，包括兩臺攝像機、兩臺磁強計、離子探測包和光學成像儀等等，將重點探測火星的空間磁場、電離層和粒子分布及其變化規(guī)律;探測火星大氣離子的逃逸率;探測火星地形、地貌和沙塵暴;探測火星赤道區(qū)重力場。

探測火星的空間環(huán)境;探尋火星水的消失機制;揭示火星這樣的類地行星空間環(huán)境演化的特征。與此同時，中國的“螢火一號”和同行的俄羅斯“福布斯探測器”上具有一些完全相同的火星空間環(huán)境探測儀器，能夠在火星實施同時探測，研究火星電離層和太陽風的相互作用。

螢火一號-科學意義

“螢火一號”攜帶：光學成像儀，將對火星和“火衛(wèi)1”進行攝影;磁通門磁強計，用來測量火星上空的磁場強度、太陽輻射強度和高能粒子等;離子探測包，用于探測火星周圍的等離子態(tài)。據(jù)悉，此次“螢火一號”的主要任務(wù)是拍照和探測火星附近空間環(huán)境，為中國下一步火星探測打基礎(chǔ)。

火星上到底有沒有水，之前美國發(fā)射的著陸探測器“鳳凰號”、“機遇號”和“勇氣號”都發(fā)現(xiàn)了水的痕跡，但并沒有直接發(fā)現(xiàn)水，因此“螢火一號”一個重要任務(wù)是探測研究火星表面水的消失機制，繼而探尋火星上到底有沒有生命。據(jù)介紹，火星探測初期有三分之二的探測器都以失敗告終，截至2008年12月，人類共發(fā)射了38個火星探測器，只有20個成功，在航天界，火星有航天器的墳?zāi)怪Q。

中國發(fā)射螢火一號，通過探索火星的塵暴、近火星空間流星，收集火星大氣數(shù)據(jù)，對其化學成分進行分析，再加上對火星的地表和地下結(jié)構(gòu)的觀測分析，人類可以發(fā)現(xiàn)火星上的生命痕跡。

螢火一號-推遲發(fā)射

俄羅斯聯(lián)邦航天署署長佩爾米諾夫2009年9月29日說，根據(jù)俄科學院的建議，俄方?jīng)Q定將“福布斯-土壤”火星探測器的發(fā)射時間推遲至2011年10月，目的是為了進一步保證該項目實施的可靠性。

中國首個火星探測器“螢火一號”原計劃與“福布斯-土壤”火星探測器一起由俄“天頂”運載火箭從哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場發(fā)射升空。但由于“福布斯-土壤”火星探測器得推遲發(fā)射，“螢火一號”可能也將推遲發(fā)射升空。