5月15日7时18分，距离地球3.2亿千米之外，天问一号探测器成功实现火星外面软着陆，稳稳落在火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国初次火星探测义务着陆火星取获成功！

　　自客岁7月23日在文昌航天发射场出发，天问一号经历了长达近7个月的“奔火”之旅和3个月的“环火”探测，如今“登火”成功，并且即将开展巡查探测。

　　环绕、着陆、巡查，经由过程一次发射实现“绕、着、巡”三大年夜义务，这活着界航天史上尚属初次。火星探测属于高风险航天义务，我国冲破了第二宇宙速度发射、行星际飞翔及测控通信、地外行星软着陆等关键技巧，迈出了星际探测征程中的重要一步，是我国航天事业成长中又一个具有重大年夜意义的里程碑。

　　看点①: 从“奔火”到“探火”，天问一号要闯六道关

　　因为地球与火星之间距离迢迢，天问一号探火的路程可谓征途漫漫。

　　孙泽洲表示，火星探测器持续了嫦娥三号、四号、五号成熟的悬停、避障技巧，以确保安然着陆。科研人员还在国际上初次采取了基于配平翼的弹道—升力式进入筹划，以降低火星大年夜气参数不肯定性带来的风险，进步适应才能。

　　从工程设计来看，我国初次火星探测义务过程包含发射段、地火转移段、火星捕获段、停泊段、离轨着陆段和科学探测等6个阶段。

　　2020年7月23日，天问一号在文昌航天发射场飞向遥远深空。按照预先设计的精准轨道，天问一号在浩渺无垠的太空中飞翔了202天，飞翔里程约4.75亿千米，其间实施了1次深空灵活和4次半途修改，终于在2021年2月10日成功实施火星捕获，从地火转移轨道进入到环火轨道。

　　2月10日19时52分，天问一号探测器成功实施火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”目标的第一步。

　　进入火星轨道后，天问一号探测器经由几回调剂，于2月24日成功实施第三次近火制动，进入火星停泊轨道，开展了为期约3个月的环绕探测。

　　为什么在轨探测这么久？专家介绍，天问一号探测器在火星停泊轨道运行，绕火时代一次次从首选着陆点乌托邦平原上空擦过。经由预定着陆区上空时，天问一号会应用平分辨率相机、高分辨率相机、光谱仪等载荷设备对预定着陆区进行详查，重要探测预定着陆区的地形、地貌以及是否存在沙尘气象等，为着陆巡查器安然着陆做好预备。

　　“我们之前并没有去过分星，也不控制一手材料，是以这些数据的收集异常重要。”中国航天科技集团五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯表示。

　　中国航天再次迎来汗青性时刻！

　　看点②: 上岸是火星探测最关键环节，重要面对三大年夜难点

　　此前不少媒体在报道天问一号着陆的过程中，应用了“黑色7分钟”的说法。对此，国度航天局探月与航天工程中间深空探测总体部部长耿言解释，“7分钟只是个约数，我国此次着陆过程设计时长为9分钟。这是因为天问一号在实施火星捕获时已有减速动作，工程设计上是先环绕、再进入，是以速度相对其他国度低一些，工程设计情况和进入速度不合，所需时光也不太雷同。”

　　然则，无论是7分钟照样9分钟，“进入、降低、着陆”这一阶段都是火星探测最关键和核心的环节。此前一些掉败的火星探测义务，大年夜多是在这一过程中“折戟”掉利。

　　上岸火星面对三大年夜难点：

　　火星探测是一项科学摸索性强的工程，达到火星后获取有效的科学探测数据对于科学研究来说异常重要。

　　起首是火星情况的不确知性，增长了着陆的不肯定性。火星外面有一层稀薄的大年夜气，与月球和地球的情况截然不合。“月球没有大年夜气，着陆过程完端赖反推发念头减速，干扰身分少；对于地球的大年夜气情况，我们也有深刻熟悉。但我们对火星情况的懂得异常有限，也没有经由飞翔验证后的数据，火星大年夜气稀薄且受季候、夜昼、火星风暴等影响异常不稳定；火星外面地形复杂，遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物；火星尘暴也较地球更为严重。这些都邑带来很大年夜风险。”耿言分析。

　　其次，着陆过程较为复杂，短时光内完成多个动作，不容半分缺点。中国航天科技集团五院天问一号探测器总设计师孙泽洲表示：“这个过程须要融合气动外形、降低伞、发念头、着陆缓冲等多项技巧才能实施软着陆。每个环节都必须确保精准无误，差一秒都可能造成全部义务的掉败。”

　　第三，距离遥远，只能靠着陆巡查器全程自立控制。“着陆时，火星和地球的距离达到3.2亿千米，无线电旌旗灯号一来一往大年夜约35分钟，地面弗成能直接遥控，所有动作触发前提的测量、断定，所有动作的履行，包含最后阶段经由过程拍摄着陆区的图像并选择知足前提的着陆点，均是自立测量、自立断定、自立控制。”耿言表示。

　　看点③: 惊心动魄的9分钟，环环相扣、步步惊心

　　面对如斯艰苦的挑衅，天问一号又是若何漂亮利索地完成全部过程的？

　　5月15日凌晨1时许，天问一号探测器在火星停泊轨道实施降轨，灵活至火星进入轨道。随后，环绕器与着陆巡查器开端器器分别，继而环绕器升轨返回停泊轨道，着陆巡查器运行到距离火星外面125千米高度的进入点，开端进入火星大年夜气。

　　天问一号的降低过程历时约9分钟，大年夜致分为气动减速段、降低伞减速段和动力减速段。9分钟内，着陆巡查器要完成10多个动作，每个动作都要趁热打铁，并且只有一次机会，可以说是环环相扣、步步惊心。

　　紧接着天问一号打开降低伞，进行伞系减速，重要有降低伞展开、抛大年夜底、抛伞抛背罩几个步调。“超音速降低伞是减速技巧中难度最大年夜的一个环节，天问一号在应用降低伞时要包管在超音速、低密度、低动压下打开，这个过程存在开伞艰苦、开伞不稳定等问题。”王闯介绍，“火星大年夜气异常稀薄，请求探测器的气动外形具备高效的减速机能，同时须要更轻量化的防热材料。”

　　当速度降至100米/秒时，天问一号经由过程反推发念头进行减速，由大年夜气减速阶段进入动力减速阶段。在距离火星地表100米时天问一号进入悬停阶段，完成精避障懈弛速降低后，着陆巡查器在缓冲机构的保护下，抵达火星外面。

　　看点④: 着陆区选择兼顾工程与科学目标，成果产出值得等待

　　王闯告诉记者，天问一号在进入火星大年夜气层今后起首借助火星大年夜气，进行气动减速。“这个过程中克服了高平和姿势误差，气动减速完成后天问一号的降低速度也减掉落了90%阁下。”

　　天问一号着陆巡查器安稳着陆，着陆地点为什么要选择在火星北半球的乌托邦平原？

　　天问一号成功着陆后，进入舱将着陆信息经由过程环绕器转发地面。进入舱和“回禄号”火星车先后完成坡道及太阳翼天线展开，火星车在第一时光将成功展开的消息传回地面。一切预备就绪后，火星车将自立驶离着陆平台，抵达火星，开端新的征程。

　　“火星上的地形地貌从分布上来看，北半球多为平原，南半球大年夜多是山地，坑洼不平，是以国际上有着陆筹划的火星探测义务，大年夜多半选择着陆在北半球。”耿言介绍，基于工程实现“安然着陆与巡查”的请求，科研人员辨认了高度、坡度、岩石、风速、尘土、能源等束缚要素，在请求的北纬5度—30度区间内，选了两个区域。“起首是欲望海拔高度低一点，如许着陆过程长一点，探测器更安闲一些。其次是欲望地势平缓，石块分布尽可能少一点，风速也尽可能小一点，要尽量避开沙尘暴。别的，要选择日间降低，包管着陆后太阳能帆板打开，顺利获取能源保障。”

　　乌托邦平原南部预定区域，位于古海洋和古陆地的交界处，科学家认为该处所有很高科学价值，很有可能会取自得想不到的科学成果。此外，预选着陆区位于埃律西昂火山西面，存在与火山活动和演变有关的科学问题。

　　看点⑤: “回禄号”火星车，将在火星展开巡查探测

　　“回禄号”以3天为一个工作周期。受到火星苛刻的情况影响，火星车每次只能“工作”一两个小时，工作内容重要包含情况感知、科学探测、数据下传等。

　　火星车上搭载了6台载荷，分别是多光谱相机、次表层探测雷达、火星外面成分探测仪、火星外面磁场探测仪、火星气候测量仪、地形相机。它们共有五大年夜任务，重要涉及火星空间情况、地表描写特点、泥土表层构造等研究，将带来火星的第一手材料。个中，与气候有关的研究项目将收集温度、气压、风速和风向的大年夜气数据，并研究火星的磁场和重力场。

　　假如只看图片，火星的地貌似乎与地球上的戈壁戈壁无异。但火星上的风速可达180米/秒，几乎是地球上特大年夜台风风速的3倍还多。强烈的风速会掀起大年夜量的沙尘、石块，形成特大年夜沙暴，对火星车的生计造成严格考验。面对如许的情况，设计师应用了一种新型材料，这种材料不易沾上尘土，即使沾上，也可以经由过程振动将其抖落。

　　火星外面还密布着石块等障碍物，火星车的行驶须要加倍“当心翼翼”。王闯泄漏，在航天五院的实验室中，有一台一模一样的火星车。当碰到复杂路况时，地球上的火星车将对火星路况进行模仿行驶，确认无误后才会发出指令。

　　天问一号是我国“行星探测重大年夜工程”整体筹划中的第一次义务，后续还筹划了小行星探测、火星取样返回、木星系及行星穿越探测。

　　将来的深空探测，加倍值得等待。（冯华）

Tags： 火星你好，天问来访！