轨道 “天问一号”探测器成功着陆火星！“祝融号”火星车开启新征程
中国火神降临火星！
北京时间 5 月 15 日，在经历 “黑色九分钟” 后，中国首辆火星车 “祝融” 号与着陆器成功登陆火星，着陆地点位于火星的乌托邦平原南部预选区域。
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（来源：中国航天）
此次成功着陆标志着中国成为了继前苏联和美国后，第三个成功登陆火星的国家。与此同时，这也意味着 “天问一号” 火星探测器已经实现了 “绕” 和 “落” 两项目标，中国也因此成为世界上首次探索火星即完成软着陆的国家，而最后的目标 “巡” 将在 “祝融” 号经过短暂调试和休整后开展。
下一步，如果 “祝融” 号能够成功完成自检并驶离着陆平台，再通过火星上空的轨道器（环绕器）与地球上的控制团队建立连接，就能开始在受控情况下巡视火星地表和执行科学任务。
一旦成功，这将成为人类火星探测史上的里程碑事件 —— 在一项火星探测任务中，首次同时完成环绕，着陆和巡视三项探测目标。
据官方报道，15 日凌晨 1 时许，“天问一号”探测器在停泊轨道实施降轨，机动至火星进入轨道。4 时许，着陆巡视器与环绕器分离，历经约 3 小时飞行后，进入火星大气，经过约 9 分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于预选着陆区。两器分离约 30 分钟后，环绕器进行升轨，返回停泊轨道，为着陆巡视器提供中继通信。
“天问一号” 和它的火星之旅
“天问一号” 和它的火星之旅，要从几个月前说起。
2020 年 7 月 23 日中午 12 时 40 分，长征五号遥四运载火箭搭载着中国首个火星探测器 “天问一号” 从海南文昌航天发射场升空。经过半个多小时飞行，探测器成功与火箭分离，并进入地火转移轨道，开启了奔向火星的旅程。
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图 | 长征五号遥四运载火箭发射升空
要去到遥远的火星，实现变轨、制动以及长期的探测任务，整个 “天问一号” 探测器的质量超过了 5 吨，其中主要包括环绕器，着陆巡视器和推进剂燃料。
相比之下，阿联酋去年发射的 “希望” 号探测器质量不到 2 吨，只具备在火星轨道上环绕探测的能力，而美国已经成功登陆的 “毅力” 号因为没有配备环绕器且使用的是核电池和空中吊车技术，其重量仅有 1 吨多一点。
在 200 多天的漫漫旅程中，“天问一号” 飞行了 4.75 亿公里，经历了四次中途修正和一次深空机动修正来调整飞行路径。最终在 2021 年 2 月 10 日，它成功实现了近火制动，进入了火星引力范围并被捕获，开始环绕火星。
据专家介绍，被火星捕获算得上是火星探测任务中第一个技术难关。当探测器进入捕获阶段时，其被捕获的机会只有一次，而且时间仅有 30 分钟左右。
捕获时，“天问一号” 距离地球约 1.92 亿千米，因此控制团队无法实时操控，只能依靠其自主执行命令。与此同时，它距离火星只有 400 千米，相对速度高达 4-5 千米每秒，因此它制动点火的时机非常关键：如果制动时间过长，速度就会过慢，导致探测器与火星相撞；如果制动时间过短，速度就会过快，导致探测器飞掠火星。
时至今日，“天问一号” 已经在火星停泊轨道上运行了 3 个月左右。在这段时间里，环绕器上的七台载荷全部都在工作，对火星进行了一系列科学探测，包括火星大气电离层分析及行星际环境探测，火星表面和地下水冰的探测，火星土壤类型分布和结构探测，火星地形地貌特征及其变化探测，以及火星表面物质成分的调查和分析。
与此同时，探测器的相机拍摄了大量火星照片，可供科学家分析和考察火星地形，最终为 “祝融” 号选出合适的着陆区域。
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事实上，“天问一号” 选择先环绕火星三个月，一个很重要的原因就是为了给着陆做足准备，在没有地形地貌数据的情况下贸然着陆，就好比去完全陌生的深山野林探险而不带地图，风险实在太大。
相比之下，美国 “毅力” 号能够做到晚出发、先着陆，也是因为 NASA 早在 2006 年就发射了火星勘测轨道飞行器（MRO），用于侦察火星并拍照，还能作为与地球沟通的通讯中继器。
算下来，MRO 已经拍了 15 年的照片，因此 NASA 可以通过已有的高分辨率影像数据提前选好着陆区域，直接让 “毅力” 号拿着高清地图上路。
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