天问一号火星，中国来啦！一文看懂“天问一号”落火之旅，落在哪？怎样落？探什么？( 二 ) 中国航天|探测器|天问一号

接下来就为你揭秘——
为啥天问一号绕火星飞了3个多月才着陆？拍照、勘察着陆区。
2020年7月，天问一号发射奔火。
今年2月10日，天问一号进行高难度的刹车制动，成功被火星引力捕获，成为我国第一颗环绕火星的人造卫星。

文章插图

▲ 天问一号探测器拍摄的高清火星影像图。
2月24日，天问一号进入火星停泊轨道，开始运行约3个月。
那么，为什么要绕行这么久呢？
万事俱备再着陆。天问一号任务作为中国第一个火星探索任务，既需要通过变轨实现对火星各区域的探测覆盖，也会对火星的着陆区进行综合考察，包括成像、勘察，还需采集火星大气等数据，为接下来的着陆火星做好准备。
不仅考察需要时间，数据的分析处理也需要时间，在准备充分以后，天问一号就会释放着陆器，将祝融号火星车送上火星表面。
祝融号着陆的过程怎样？大概多久？9分钟，“疯狂”刹车。
祝融号着陆器从轨道着陆的过程（Entry Descent Landing EDL）如图所示，大概可以分为降轨、分离、减速、悬停、着陆5个阶段。

文章插图

▲ 着陆过程
① 降轨在下降前5小时，天问一号建立降轨姿态，轨道器发动机点火降低，进入近火点50公里的大椭圆轨道。
② 分离在距离地面100多公里处，实现轨道器和着陆器分离。不妨把此时的时间作为进入大气的起点，自此开启约9分钟的着陆。
两器到达安全距离后，轨道器立即点火，抬升轨道进入中继轨道（环绕轨道）。轨道器升轨同时，也实时拍摄监测着陆器的下降过程。
③减速两器分离后，有三个减速过程。分别是气动减速、伞降减速、动力减速。
一、气动减速，靠大气摩擦减速。此时展开配平翼，随着防热大底和大气不断摩擦，飞行器速度逐步降低，此阶段为纯气动减速段，消耗将近90%的速度，超音速减速伞打开。
二、伞降减速，超音速减速伞打开，此时高度约11公里，减速伞使用的是盘-缝-带设计伞。此时着陆器将先后抛掉防热大底和背罩轻装着陆。
三、动力减速，在着陆器同背罩分离同时，发动机点火，对地雷达随机开机，着陆缓冲机构（四条着陆腿）展开。
④ 悬停通过调整发动机推力，使着陆器在高度100米时,速度为0，达到悬停的目的，着陆器下方的对地相机同时拍摄下方图像，自主分析并选择相对平整适宜着陆的点。着陆器调整姿态，前往着陆点，并开始下降。

文章插图

▲ 悬停成像段→避障机动段→缓速下降段（示意图）

文章插图

▲ 着陆模拟
⑤ 着陆通过着陆腿的缓冲机构抵消剩余的动能。着陆器缓缓降落在火星表面，此时垂直速度和水平速度都非常小，通过着陆腿的缓冲抵消剩余的动能，类似与人从高处跳下时的下蹲。

文章插图

▲ “祝融号”火星车后续部分动作（示意图）
着陆过程中遭遇了哪些严峻挑战？天问一号任务一次性完成“环绕、着陆、巡视”三大步，着陆是其中最复杂、最难的部分。
着陆过程，是着陆巡视器从进入火星大气层到降落到火星表面的过程，整个过程大约9分钟。虽然时间短暂，却是整个飞行任务中的一道顶级难题。