火星飞越

火星飞越（Mars flyby）是指航天器从火星附近飞过，但不进入环绕轨道或在其表面着陆的飞行^[1]。无人太空探测器使用这种方法收集火星上的数据，而非绕轨或着陆^[2]。为飞越设计的航天器也称为“飞越巴士”或“飞越探测器”^[3]。

水手4号飞越过程中收集的现代地图上地点的数据。

显示了投影在地图网格上水手4号飞越中拍摄的两帧地面照片

概念

火星飞越的一种应用是用于载人任务，在着陆并在表面停留一段时间后，上升段将与另一艘从地球发射的无人航天器进行交会飞行。这将意味着着陆舱的上升段将必须达到与飞越航天器相同的速度，但返回地球所需的航天器不必进入或留在火星轨道^[1][4]。

宇航员们前往火星途中所居住的飞船将进行火星飞越，机组人员则需离开进入着陆舱^[1]。该方案的优点是返回地球的探测飞船不必进入并留在火星轨道，但着陆舱的上升段须在飞船飞离太远前^[1]，重新在太阳轨道上与它进行太空交会，因而停留在火星上的时间则受到限制^[1][4]。环太阳的火星循环轨道定期经过火星和地球。在行星际航行期间，宇航员将住在飞船舱中。飞越着陆模块的概念是，着陆舱和飞越航天器将在太阳轨道上分离，着陆舱将首先加速到达火星，然后在火星上着陆，同时探测飞船则飞越火星进入火星循环轨道，然后在地面任务结束后，着陆舱上段升起飞并将机组人员转移到飞船（另请参见火星探测飞船）^[5]。

或者，也可进行载人绕火星飞行并返回地球，不需在火星分离^[6]。

历史

 

2007年2月，菲莱号上的着陆器成像系统拍摄的号罗塞塔号探测器及火星的照片。

1965年7月，水手4号飞越火星并发回了数据，为公众和科学家提供了更接近火星的图像^[7]。在飞越期间，水手4号拍摄了21张照片，约占火星表面的1% ^[7]。直到水手9号轨道飞行器才对火星进行了全球地图测绘。1972年至1973年期间，该轨道飞行器拍摄了数千张高达每像素100米的图像。地基光学望远镜的观测必须透过火星大气层，这会使图像模糊，即使在地球与火星距离最近时，也只能分辨约300公里（190英里）范围内的特征^[8]。

1999年10月，深空1号在飞越布莱叶小行星后对火星进行了观测^[9]，虽然这是一次极遥远的飞越，但它确实成功地使用微型集成相机和光谱仪(MICAS)拍摄到该行星的多个红外光谱^[9]。

2018年11月26日，在洞察号着陆器进入、下降和着陆阶段期间^[10]，火星立方体一号（MarCO），两颗飞越的立方卫星都抵达了火星并成功地转发了洞察号的数据^[11]。

火星飞越列表

 

一张水手4号在火星飞越过程中拍摄的照片被送交给了美国总统

 

水手7号升空

二十世纪

• 水手号计划航天器
  • 水手4号，用21幅图像绘制了1%的火星地图，并发回了其他数据^[7]；
  • 水手6和7号从火星飞越发回的数据，用数百张更接近的图像绘制了约20%的火星^[7]。
• 火星计划航天器
  • 1960年在火星1M（火星1960A和火星1960B）下进行了两次火星飞越尝试；
  • 第三次尝试飞越火星的是前苏联“火星2MV-4第1号”^[12]，也称为火星1962A或斯普特尼克22号，1962年作为火星计划的一部分发射^[13]，但由于火箭故障，它在近地轨道被销毁^[14]；
  • 火星1号也于1962年发射，但在抵达火星之前通信中断^[15]；
  • 1974年，火星4号实现了飞越，并探测到了夜间的电离层^[15]；
  • 火星6号和7号是由仪表飞行平台搭载的火星着陆器^[16]。

二十一世纪

• 黎明号，最接近距离为549公里^[17][18]；
• 罗塞塔号,^[19]，250公里以内^[2]；
• 希望号^[20]，相距约1000公里^[21]；
• 火星立方体一号，洞察号着陆器的双飞越中继通信立方卫星^[11]；
• 天问一号可展开式相机，在深空拍摄的天问一号。

另请查看

• 地球飞越列表
• 火星任务列表
• 行星飞越列表

参考文献

1. Page 15-16 in Chapter 3 of David S. F. Portree's Humans to Mars: Fifty Years of Mission Planning, 1950 - 2000, NASA Monographs in Aerospace History Series, Number 21, February 2001. Available as NASA SP-2001-4521 （页面存档备份，存于互联网档案馆）.
2. . [2022-03-22]. （原始内容存档于2013-10-22）. 
3. Joseph A. Angelo. . Infobase Publishing. 2014: 171 [2022-03-22]. ISBN 978-1-4381-1018-9. （原始内容存档于2022-03-22）. 
4. Astronautica - FLEM^{[永久失效連結]}
5. . [2022-03-22]. （原始内容存档于2014-03-19）. 
6. Washington Post, "Dennis Tito’s mission to Mars: Launching in 2018 for the children (and to beat China)" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Brian Vastag, 27 February 2013
7. Sidiropoulos, P.; Muller, J.-P. On the status of orbital high-resolution repeat imaging of Mars for the observation of dynamic surface processes (PDF). Planetary and Space Science. 2015, 117: 207–222. Bibcode:2015P&SS..117..207S. doi:10.1016/j.pss.2015.06.017  . 
8. http://www.lpi.usra.edu/publications/slidesets/redplanet2/slide_2.html （页面存档备份，存于互联网档案馆） THE RED PLANET: A SURVEY OF MARS Slide 2 Earth Telescope View of Mars index （页面存档备份，存于互联网档案馆）
9. . [2022-03-22]. （原始内容存档于2013-02-21）. 
10. . www.planetary.org. [2018-11-26]. （原始内容存档于2019-08-29） （英语）. 
11. . Space.com. [2018-11-26]. （原始内容存档于2022-05-19）. 
12. McDowell, Jonathan. . Jonathan's Space Page. [29 July 2010]. （原始内容存档于2017-08-23）. 
13. Zak, Anatoly. . RussianSpaecWeb. [29 July 2010]. （原始内容存档于20 July 2010）. 
14. Wade, Mark. . Encyclopedia Astronautica. [29 July 2010]. （原始内容存档于8 December 2010）. 
15. The Soviet Mars program 互联网档案馆的，存档日期2013-10-13., Professor Chris Mihos, Case Western Reserve University
16. . [2022-03-22]. （原始内容存档于2017-02-27）. 
17. Rayman, Marc D. . The Planetary Society. [2010-03-21]. （原始内容存档于2011-07-16）. 
18. Malik, Tariq. . Space.com. February 18, 2009 [2010-03-21]. （原始内容存档于2010-03-27）. 
19. ESA - Rosetta successfully swings-by Mars （页面存档备份，存于互联网档案馆）,
20. . [2022-03-22]. （原始内容存档于2017-02-27）. 
21. . [2022-03-22]. （原始内容存档于2018-07-12）. 

外部链接

• 罗塞塔号 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 诠释的火星 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 欧空局 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• 水手6号剪辑 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• “罗塞塔号”的菲莱彗星着陆器拍摄的绕行星变轨期间的火星景象 （页面存档备份，存于互联网档案馆）