【天问的这个垂直降落火星表面,难度可比马...

【天问的这个垂直降落火星表面,难度可比马斯克的space x垂直降落大多了】今日,祝融号经过漫长的旅行,终于成功着落在火星表面。相信大家已经看到了着落动画过程。在这九分多钟里,祝融号依次打开配平翼、降落伞,以及反推发动机,不断调整着陆地点,降低着落速度。特别是最后的反推发动机阶段,需要精密的力学与控制。祝融号体型小,这个阶段的控制难度远超space x。

1,祝融号在降落的过程中,特别是发动机反推阶段,主要受到的力就是发动机的推力,空气的阻力,以及自身的重力。发动机的推力和空气的阻力都是来抵抗自身的重力。自身的重力自然是不变的,但是火星上的空气阻力时刻都在发生着变化,高速状态下一般与速度的平方成正比。所以我们的发动机就要根据空气阻力的变化,来不断的调整推力的大小。

2,刚说空气阻力的大小跟速度的平方成正比,它还跟大气的密度,迎风面积以及祝融号的气动外形有关,这几个因素里面只有空气的密度不是很确切。因为祝融号在火星上不是在地球上,尽管我们通过遥感可以探测到火星的大气密度,但是这个探测值更多的是一个平均值,对具体某一个位置的密度的探测应该还不是很准。另外火星大气气流的变化也是一个未知数。所以祝融号在降落过程中受到的空气阻力,非常的复杂。

3,这就要求反推发动机灵敏度非常高,能够通过传感器传递过来的数据,实时计算出一些运动参数的变化,这就是力学与控制的融合。此外,祝融号还可以通过传感器来探测火星表面的地貌,寻找最佳的着陆位置。也就是说祝融号在下降的过程中也存在着平移的过程,同样需要根据传感器的数据,及时的调整发动机的推力方向和大小。

4,从形状上来看,祝融号是一个扁平的圆锥体。大家小时候可能都做过或者看过一个杂技技巧,就是用一根长杆,上面顶一个转起来的碗,这根杆越长,顶起来也就越容易。因为我们顶起来的这根杆,如果发生了一点点的偏移,能够通过我们的手来及时的调整。由于杆很长,所以它偏移的发生的时间也就稍微长一点,这样就给我们有了足够的时间来调整,这也是马斯克space x的垂直降落的一个点。

5,但是,我们的祝融号可不是一根长长的杆子,它在垂直方向上的尺寸很小,这么小的一个物体控制起来就非常的难了。因为一点点的空气阻力的一个扰动,都会非常迅速的改变祝融号的运动,这就必须要求发动机推力和方向,经过算法以后的响应要非常的快。这也就是祝融号垂直降落的过程,要比space x难度大的一个地方。当然space x体积巨大,重量更大,它也有它的难点。

最后,希望祝融号能够圆满的完成这次火星探测任务。#全能创作家#

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