看天问一号着陆火星

我国航天再次迎来历史性时刻！

5月15日7时18分，间隔地球3.2亿千米之外，天问一号勘探器成功完结火星外表软着陆，稳稳落在火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国初次火星勘探任务着陆火星获得成功！

自上一年7月23日在文昌航天发射场起程，天问一号阅历了长达近7个月的"奔火"之旅和3个月的"环火"勘探，现在"登火"成功，并且行将翻开巡视勘探。

盘绕、着陆、巡视，经过一次发射完结"绕、着、巡"三大任务，这在世界航天史上尚属初次。火星勘探归于高危险航天任务，我国突破了第二宇宙速度发射、行星际飞翔及测控通讯、地外行星软着陆等要害技能，迈出了星际勘探征途中的重要一步，是我国航天事业发展中又一个具有严重含义的路程碑。

亮点①

从"奔火"到"探火"，天问一号要闯六道关

由于地球与火星之间间隔迢迢，天问一号探火的旅程可谓征途漫漫。

从工程规划来看，我国初次火星勘探任务进程包含发射段、地火搬运段、火星捕获段、停靠段、离轨着陆段和科学勘探等6个阶段。

2020年7月23日，天问一号在文昌航天发射场飞向悠远深空。依照预先规划的精准轨迹，天问一号在浩渺无垠的太空中飞翔了202天，飞翔路程约4.75亿千米，其间施行了1次深空机动和4次半途批改，总算在2021年2月10日成功施行火星捕获，从地火搬运轨迹进入到环火轨迹。

2月10日19时52分，天问一号勘探器成功施行火星捕获，成为我国第一颗人工火星卫星，完结"绕、着、巡"方针的第一步。

进入火星轨迹后，天问一号勘探器经过几回调整，于2月24日成功施行第三次近火制动，进入火星停靠轨迹，翻开了为期约3个月的盘绕勘探。

为什么在轨勘探这么久？专家介绍，天问一号勘探器在火星停靠轨迹运转，绕火期间一次次从首选着陆点乌托邦平原上空掠过。经过预订着陆区上空时，天问一号会运用中分辨率相机、高分辨率相机、光谱仪等载荷设备对预订着陆区进行详查，首要勘探预订着陆区的地势、地貌以及是否存在沙尘气候等，为着陆巡视器安全着陆做好预备。

"咱们之前并没有去过火星，也不把握一手资料，因而这些数据的搜集十分重要。"我国航天科技集团五院整体规划部火星勘探器整体主任规划师王闯表明。

亮点②

登陆是火星勘探最要害环节，首要面临三大难点

此前不少媒体在报导天问一号着陆的进程中，运用了"黑色7分钟"的说法。对此，国家航天局探月与航天工程中心深空勘探整体部部长耿言解说，"7分钟仅仅个约数，我国此次着陆进程规划时长为9分钟。这是由于天问一号在施行火星捕获时已有减速动作，工程规划上是先盘绕、再进入，因而速度相对其他国家低一些，工程规划状况和进入速度不同，所需时刻也不太相同。"

可是，无论是7分钟仍是9分钟，"进入、下降、着陆"这一阶段都是火星勘探最要害和中心的环节。此前一些失利的火星勘探任务，大多是在这一进程中"折戟"失利。

登陆火星面临三大难点：

首要是火星环境的不确知性，增加了着陆的不确定性。火星外表有一层淡薄的大气，与月球和地球的环境天壤之别。"月球没有大气，着陆进程完全赖反推发动机减速，搅扰要素少；关于地球的大气环境，咱们也有深化知道。但咱们对火星环境的了解十分有限，也没有经过飞翔验证后的数据，火星大气淡薄且受时节、夜昼、火星风暴等影响十分不稳定；火星外表地势杂乱，遍及岩石、斜坡、沟壑等障碍物；火星尘暴也较地球更为严重。这些都会带来很大危险。"耿言剖析。

其次，着陆进程较为杂乱，短时刻内完结多个动作，不容半分过失。我国航天科技集团五院天问一号勘探器总规划师孙泽洲表明："这个进程需求交融气动外形、下降伞、发动机、着陆缓冲等多项技能才干施行软着陆。每个环节都必须确保精准无误，差一秒都或许构成整个任务的失利。"

第三，间隔悠远，只能靠着陆巡视器全程自主操控。"着陆时，火星和地球的间隔抵达3.2亿千米，无线电信号一来一往大约35分钟，地上不或许直接遥控，全部动作触发条件的丈量、判别，全部动作的履行，包含最终阶段经过拍照着陆区的图画并挑选满意条件的着陆点，均是自主丈量、自主判别、自主操控。"耿言表明。

亮点③

触目惊心的9分钟，环环相扣、步步惊心

面临如此艰巨的应战，天问一号又是怎么美丽利索地完结整个进程的？

5月15日清晨1时许，天问一号勘探器在火星停靠轨迹施行降轨，机动至火星进入轨迹。随后，盘绕器与着陆巡视器开端器器别离，继而盘绕器升轨回来停靠轨迹，着陆巡视器运转到间隔火星外表125千米高度的进入点，开端进入火星大气。

天问一号的下降进程历时约9分钟，大致分为气动减速段、下降伞减速段和动力减速段。9分钟内，着陆巡视器要完结10多个动作，每个动作都要趁热打铁，并且只要一次时机，能够说是环环相扣、步步惊心。

王闯告知记者，天问一号在进入火星大气层今后首要凭借火星大气，进行气动减速。"这个进程中克服了高温文姿势误差，气动减速完结后天问一号的下降速度也减掉了90%左右。"

紧接着天问一号翻开下降伞，进行伞系减速，首要有下降伞翻开、抛大底、抛伞抛背罩几个进程。"超音速下降伞是减速技能中难度最大的一个环节，天问一号在运用下降伞时要确保在超音速、低密度、低动压下翻开，这个进程存在开伞困难、开伞不稳定等问题。"王闯介绍，"火星大气十分淡薄，要求勘探器的气动外形具有高效的减速功能，一起需求更轻量化的防热资料。"

当速度降至100米/秒时，天问一号经过反推发动机进行减速，由大气减速阶段进入动力减速阶段。在间隔火星地表100米时天问一号进入悬停阶段，完结精避障弛缓速下降后，着陆巡视器在缓冲组织的维护下，抵达火星外表。

孙泽洲表明，火星勘探器承继了嫦娥三号、四号、五号老练的悬停、避障技能，以确保安全着陆。科研人员还在世界上初次采用了根据配平翼的弹道—升力式进入方案，以下降火星大气参数不确定性带来的危险，进步适应能力。

亮点④

着陆区挑选统筹工程与科学方针，效果产出值得等待

天问一号着陆巡视器平稳着陆，着陆地址为什么要挑选在火星北半球的乌托邦平原？

"火星上的地势地貌从散布上来看，北半球多为平原，南半球大多是山地，坑洼不平，因而世界上有着陆方案的火星勘探任务，大多数挑选着陆在北半球。"耿言介绍，根据工程完结"安全着陆与巡视"的要求，科研人员识别了高度、斜度、岩石、风速、尘土、动力等束缚要素，在要求的北纬5度—30度区间内，选了两个区域。"首要是期望海拔高度低一点，这样着陆进程长一点，勘探器更沉着一些。其次是拉克丝导航期望地势陡峭，石块散布尽或许少一点，风速也尽或许小一点，要尽量避开沙尘暴。别的，要挑选白日下降，确保着陆后太阳能帆板翻开，顺畅获取动力保证。"

乌托邦平原南部预订区域，坐落古海洋和古陆地的交界处，科学家以为该当地有很高科学价值，很有或许会获得意想不到的科学效果。此外，预选着陆区坐落埃律西昂火山西面，存在与火山活动和演化有关的科学问题。

亮点⑤

"回禄号"火星车，将在火星翻开巡视勘探

火星勘探是一项科学探索性强的工程，抵达火星后获取有用的科学勘探数据关于科学研讨来说十分重要。

天问一号成功着陆后，进入舱将着陆信息经过盘绕器转发地上。进入舱和"回禄号"火星车先后完结坡道及太阳翼天线翻开，火星车在第一时刻将成功翻开的音讯传回地上。全部预备就绪后，火星车将自主驶离着陆渠道，抵达火星，开端新的征途。

"回禄号"以3天为一个作业周期。遭到火星严苛的环境影响，火星车每次只能"作业"一两个小时，作业内容首要包含环境感知、科学勘探、数据下传等。

火星车上搭载了6台载荷，分别是多光谱相机、次表层勘探雷达、火星外表成分勘探仪、火星外表磁场勘探仪、火星气候丈量仪、地势相机。它们共有五大任务，首要触及火星空间环境、地表描摹特征、土壤表层结构等研讨，将带来火星的第一手资料。其间，与气候有关的研讨项目将搜集温度、气压、风速和风向的大气数据，并研讨火星的磁场和重力场。

假如只看图片，火星的地貌好像与地球上的沙漠戈壁无异。但火星上的风速可达180米/秒，几乎是地球上特大飓风风速的3倍还多。激烈的风速会掀起很多的沙尘、石块，构成特大沙暴，对火星车的生计构成严峻考验。面临这样的状况，规划师运用了一种新型资料，这种资料不易沾上尘埃，即便沾上，也能够经过振荡将其抖落。

火星外表还布满着石块等障碍物，火星车的行进需求愈加"小心谨慎"。王闯泄漏，在航天五院的实验室中，有一台如出一辙的火星车。当遇到杂乱路况时，地球上的火星车将对火星路况进行模仿行进，承认无误后才会宣布指令。

天问一号是我国"行星勘探严重工程"整体规划中的第一次任务，后续还规划了小行星勘探、火星取样回来、木星系及行星穿越勘探。

未来的深空勘探，愈加值得等待。

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火星勘探为什么"火"

火星勘探，能够说是当时行星勘探的要点方针。太阳系八大行星中，人们好像分外偏心这颗赤色星球。从20世纪60年代人类初次翻开火星勘探开端，到现在，人类已进行47次火星勘探活动，包含上一年7月我国、阿拉伯联合酋长国以及美国施行的3次火星勘探活动。

火星，成为人类勘探时刻最长、次数最多、参加国家最多的一颗行星。可是，火星勘探任务的成功率却一向不高。现在施行的47次火星勘探任务中，25次成功或部分成功。而火星着陆任务危险更高，22次着陆任务（着陆火星19次、着陆火星卫星3次），只要10次获得成功，成功率为45%，现在只要美国和我国把握了火星软着陆技能。

火星勘探为什么这么"火"？专家介绍，火星是离地球较近且环境最相似的星球，一向是人类走出地月体系翻开深空勘探的首选方针。以往的勘探发现了火星存在水的依据，火星上是否存在孕育生命条件等成为火星研讨严重科学问题。研讨火星对知道地球演化具有十分重要的比较含义。

在太阳系类地行星中，火星的自然条件与地球最为相似。从外形上来看，火星半径大致是地球的一半，体积是地球的1/7，质量是地球的1/10。从地表温度来看，火星与地球最为挨近。就连一年四季的改换和一天的时刻，也相差无几。火星的一天是24小时39分35秒，比地球长了约40分钟。

从工程实践来看，依照现在的技能手段，火星勘探相关于其他的行星勘探，也更简单完结。

我国初次火星勘探任务工程总规划师张荣桥表明，天问一号是我国行星勘探的起点，经过这次任务的施行，在火星任务牵引下的新一轮立异，对完结航天技能领域新跨过、推进我国由航天大国走向航天强国含义严重。

（本报记者 冯 华采访收拾）