巡视 中国火神踏上火星！祝融号火星车着陆火星十大问题详解
出品：科普中国
制作：太空精酿
监制：中国科学院计算机网络信息中心
2021年5月15日，在经历了296天的太空之旅后，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体，成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部，实现了中国航天史无前例的突破：天问一号，成为中国首颗人造火星卫星。祝融号，成为中国首个火星巡视器（火星车）！
中国成为继苏联、美国后第三个真正“踏上”（成功着陆）火星的国家，也是首次火星探测即实现着陆的国家。
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△天问一号着陆器最后着陆阶段艺术效果图（图源：国家航天局）
在中国神话体系中，祝融是为华夏民族传下火种的创世祖神之一，教会了古人学会用火。中华文化源远流长，这个充满文化色彩的称号，在全网投票中脱颖而出，成为中国首个火星车的大名。
天问，问天！祝融，探火！中国航天在用极致的浪漫组合将神话变成现实。
关于祝融号，大家是不是存有许多疑问？本文就带你详细解读十大疑问，全方面了解它的着陆之旅和对中国乃至世界航天的意义。
问题一：为什么要着陆火星？
火星是地球的近邻，与地球同为岩质行星，元素组成和基本结构与地球相似，它的成长与演化历史也揭示着地球的过去和未来。火星上拥有空气、水源和有机物存在的痕迹，个头虽小表面积却与地球的总陆地面积接近，各方面条件都远优于另一个近邻金星。
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△地球和火星对比（图改自：NASA）
在具体探测技术方面，人类先后有过四大方案：“惊鸿一瞥”的飞掠，仅在探测早期技术不成熟无法入轨环绕火星、或兼职探测火星时使用；“登高望远”的环绕，通过稳定环绕全方面探测火星总体情况，但无法看清细节；“明察秋毫”的着陆，抵达火星表面近距离接触，但仅能定点探测；“自主移动”的巡视，能在火星表面探测更大的范围。
受限于所携带的电力和通信天线能力，着陆和巡视任务几乎无法直接与地球通信，必须依赖环绕器的信号中继服务。前往火星期间，它们也需要导航、通信、能量等服务。因此，环绕器是所有火星探测任务的基础。
△2020年10月1日天问一号分离测量传感器完成的“深空自拍”（图源：国家航天局）
我国首次火星探测时，天问一号仅在一次任务中就同时实现“环绕”、“着陆”和“巡视”三大目标，实现对火星从天到地的立体观测。其中，自由移动的祝融号着陆火星后，能将火星表面各种细节直观地全方位展现出来，这一成果的意义是不可取代的。总体上，近些年来人类探测火星的任务中，天问一号可以说是“复杂度之最”，这体现了中国航天事业快速发展带来的巨大信心。
问题二：为什么抵达火星后耐心等待了三个月才着陆？
一方面，环绕器的完全成功是探测火星的基本前提。在环绕器稳定后再进行着陆操作，可以为着陆巡视组合体提供更大的选择余地和容错空间。另一方面，中国还缺乏对火星的全面了解，着陆区的实际地形地貌和气象条件等都需要详细勘察。因此，抵达火星后，需要花一定时间研究勘察。否则，贸然着陆的风险可想而知。
2021年2月10日19时52分，天问一号环绕器携带着陆巡视组合体，成功切入环绕火星轨道并成为火星的一颗人造卫星。随后它们完成了三大步骤：
1.火星上空“侧空翻”：2月15日，在远火点处将轨道调整为能覆盖火星全球的极地轨道，从靠近赤道的“横着飞”变成“纵向飞”，视野大大增加。近火点则锁定在乌托邦平原等低纬度区域，为后续科研和勘查做准备。
2.进入“停泊轨道”：2月24日，天问一号成功调整到这条过渡轨道，距离火星更近、周期更短，每两个火星日环绕一周。在这条轨道稳定运行三个月期间，详细勘察着陆区域。
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△天问一号在停泊轨道运行期间，发回了多批次天问一号拍摄的高清图像，有些成像区域内火星表面小型环形坑、山脊、沙丘等地貌清晰可见（图源：国家航天局）
3.各项仪器开机：天问一号携带了13台主要科学仪器，其中环绕器上有7台，重点是在近火点时利用中分辨率相机和高分辨率相机等对火星表面高清成像。三个月时间的调试校正后，所有仪器系统都达到最佳工作状态。
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