人類文明雖滄海一粟，但探索之心從未黯淡。繼人造衛(wèi)星、載人航天之后，中國深空探測拉開帷幕，在探月工程五戰(zhàn)五捷之后，中國首次向行星發(fā)起挑戰(zhàn)，將在7月底至8月初擇機實施首次火星探測任務。

“天問一號”的由來2016年1月，中國首次火星探測任務立項，這是我國行星探測之旅的第一步。 2020年4月24日，中國行星探測任務被命名為“天問系列”，首次火星探測任務被命名為“天問一號”，后續(xù)行星任務依次編號。

“天問一號”名稱源于屈原長詩《天問》，表達了中華民族對真理追求的堅韌與執(zhí)著，體現(xiàn)了對自然和宇宙空間探索的文化傳承，寓意探求科學真理征途漫漫，追求科技創(chuàng)新永無止境。

“天問一號”去火星干什么

最新消息顯示，7月14日，“天問一號”已經(jīng)運抵文昌航天發(fā)射場。將擇機通過用長征五號遙四火運載火箭發(fā)射。順利的話，“天問一號”將一次任務完成環(huán)繞、著陸和巡視三步，這將是世界上首次探索火星即完成軟著陸的任務。“繞、落和巡”分別由環(huán)繞器、著陸器和巡視器來完成。

環(huán)繞器運行在環(huán)繞火星的軌道上，既可以自主進行全球性、綜合性的環(huán)繞探測任務，同時為巡視器進行中繼通信;著陸器負責攜帶巡視器安全著陸到火星上去，巡視器負責在火星表面進行區(qū)域巡視探測。

環(huán)繞器在火星探測的整體任務中，扮演著飛行器、通信器、探測器的多重角色。他要負責攜帶著陸巡視器，完成地火轉(zhuǎn)移、火星捕獲、環(huán)火軌道調(diào)整、落區(qū)預探測、擇機實施器器分離，提供中繼支持服務，利用科學載荷對火星開展全球性、綜合性的環(huán)繞探測。除負責信號中繼外，環(huán)繞器會配備分辨率和光譜不同的相機，用來拍攝中國首張火星全圖。此外，它還攜帶有多個先進儀器用來研究火星磁場、地面表層元素、大氣和中性粒子、全球地貌(高程)等。

著陸巡視器將在火星表面軟著陸，并釋放火星車，在火星表面進行巡視探測。火星車將停留90個火星日，開展巡視探測、火星地貌特征研究等多項任務。

火星任務到底有多難

火星半徑只有3400千米左右，大約是地球的一半。火星體積也很小，僅有地球的15%。人類有史以來對火星的探測表明，火星現(xiàn)有環(huán)境非常惡劣。但是火星的整體環(huán)境條件與地球相近，距離太陽僅比地球稍遠。目前，地球位于太陽系的宜居帶上，隨著太陽活動加劇，宜居帶會往外擴展，火星將有可能變?yōu)橄乱粋€地球。

也有不少科學家認為人類有可能向火星移民，開辟新的生存空間。自上世紀60年代蘇聯(lián)和美國展開火星探測至今幾十年來，火星探測成功的概率統(tǒng)計下來還不足一半。人類真想要“移民火星”充滿了重重險阻。

距離遙遠：火星探測最遠的距離地球4億公里。火星探測器將沿著“霍曼轉(zhuǎn)移軌道”的路徑前往目的地，沿著這條路徑，探測器要飛大約7個月的時間才能抵達火星。

信號傳輸難：光信號從地球到探測器單程需要22分鐘，再返回需要44分鐘。隨著探測器飛到火星距離太陽越來越遠，空間信號衰減越來越大，對整個通信設計帶來很大挑戰(zhàn)。

同時火星探測器在火星環(huán)繞期間會遇上日凌，日凌期間由于太陽輻射造成的影響，探測器會和地面中斷通訊達30天。這30天里，需要探測器進行自主管理。同時還需要在環(huán)繞火星的過程中具備自主導航的能力，這也是中國此次火星探測任務中一大創(chuàng)新突破。

制動捕獲：探測器在經(jīng)過長途飛行后，如何成功被火星的引力場捕獲，是任務中的關鍵點之一。這個過程中，如果“剎車”制動早了一點，探測器會飛離火星。或者踩得深了一點，探測器可能會撞擊火星。

盲降7分鐘：火星探測器在到達環(huán)繞火星的軌道后，下一步就是要降落在火星表面。降落過程只有7分鐘左右的時間，是整個任務的關鍵點，直接決定著任務的成敗。

著陸器進入火星大氣層后要完全依靠自身進行減速，與此同時，隔熱系統(tǒng)要經(jīng)受大氣摩擦的考驗，還要及時打開降落傘并拋棄隔熱板;當著陸器與地面越來越近，速度進一步降低后著陸器與降落傘分離，經(jīng)過復雜而精確的懸停、避障、降落，穩(wěn)定后著陸過程才算完成。

作為我國首次自主火星探測任務，此次火星環(huán)繞器不僅攻克了火星制動捕獲、長期自主管理等關鍵技術難點，更實現(xiàn)了地火間的超遠距離測控通信。通過環(huán)繞探測，將實現(xiàn)火星全球性、綜合性探測，完成火星表面重點地區(qū)高精度、高分辨精細勘查。

即將在火星探測窗口期執(zhí)行此次發(fā)射任務充滿了挑戰(zhàn)性。若能成功，意味著中國一次走完了此前蘇聯(lián)和美國用幾十年走過的歷程。在擁有科技后發(fā)優(yōu)勢的情況下，這有一定合理性，但也面臨風險。但是，挑戰(zhàn)高難度對中國航天人而言并不奇怪，中國的航天精神有這么幾句話:“自力更生，艱苦奮斗，大力協(xié)同，無私奉獻，嚴謹務實，勇于攀登。”

關鍵詞： 火星探測