“祝融号”火星车顺利发回遥测信号
采访人员从国家航天局获悉 ， 科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认 ， 5月15日7时18分 ， 天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区 ， 我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功 。
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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 。 后续 ， “祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测 。
天问一号探测器由中国航天科技集团五院抓总研制 。 五院天问一号探测器产品保证经理饶炜介绍 ， 自2021年2月10日成功环绕火星后 ， 探测器相继完成了着陆区预探测、轨道维持、自检等关键飞行控制任务 。
天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器组成 ， 着陆巡视器包括“祝融号”火星车及进入舱 。 探测器自2020年7月23日成功发射以来 ， 在地火转移阶段完成了1次深空机动和4次中途修正 ， 于2021年2月10日成功实施火星捕获 ， 进入大椭圆环火轨道 ， 成为我国第一颗人造火星卫星 。 2021年2月24日 ， 天问一号探测器成功实施第三次近火制动 ， 进入周期2个火星日的火星停泊轨道后 ， 对火星开展全球遥感探测 ， 并对预选着陆区进行详查 ， 探测分析地形地貌、沙尘天气等 ， 为着陆火星做准备 。
与月球探测任务相比 ， 火星探测不仅要面临最远4亿公里的遥远距离 ， 而且火星环境与地球环境也有较大差异 。 火星大气稀薄 ， 受季节、夜昼、火星风暴等影响非常不稳定；火星表面地形复杂 ， 遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物；火星尘暴较地球更为严重 。 同时 ， 着陆阶段存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等难点 。 这些因素都给探测器着陆火星带来了极大困难 ， 安全着陆风险非常高 。
天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术 ， 实现了我国首次地外行星着陆 ， 是中国航天事业发展中又一具有重大意义的里程碑 。
【揭秘】平稳“落火”的背后——9分钟内从时速2万千米降至零
5月15日 ， 经过半年多的旅行 ， 天问一号探测器终于成功着陆火星 。 火星的北半球多平原 ， 南半球多山地 ， 因此天问一号探测器的着陆地点就选择在火星北半球的乌托邦平原南部 。 虽然是“平原” ， 但这并不意味探测器可以高枕无忧 。
天问一号探测器的整个降落过程大致分为“进入——减速——软着陆”三步 。 中国航天科技集团五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯介绍 ， 天问一号探测器在进入火星大气层以后首先借助火星大气进行气动减速 ， 这个过程它克服了高温和姿态偏差 ， 气动减速完成后 ， 天问一号探测器的下降速度减掉了90%左右 。
紧接着它打开降落伞进行伞系减速 ， 当速度降至100米/秒时 ， 再通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；在距离火星地表100米时 ， 天问一号探测器进入悬停阶段 ， 完成精避障和缓速下降后 ， 着陆巡视器在缓冲机构的保护下 ， 抵达火星表面 。
总的来说 ， 整个过程天问一号探测器在9分钟内把约2万千米/小时的速度降至零 。 虽然此前我国已有月表着陆经验 ， 但是此次天问一号探测器火星软着陆任务更加艰难 。 一方面火星表面存在大气 ， 它比月球表面的环境更复杂；另一方面火星离地球距离更加遥远 ， 通信时延达到20分钟左右 ， 因此整个着陆过程 ， 地球上的科技人员来不及做任何处置 ， 只能靠天问一号探测器自主完成 。
五院总体设计部火星巡视器总体主任设计师陈百超说 ， 这是我国首次实施火星探测任务 ， 没有火星环境参数的一手数据 ， 相当于到了一个完全未知的环境 ， “落火”难度可想而知 。
“祝融号”搭载6种科学载荷 将巡视90个火星日
探测火星不仅是工程任务的突破 ， 更是行星科学领域的突破 。 这次天问一号探测器携带了13种科学载荷 ， 其中7种在火星上空的环绕器上 ， 分别是中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪 。
还有6种科学载荷分布在“祝融号”火星车上 ， 分别是多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、地形相机 。 这些探测器有五大使命 ， 涉及火星空间环境、地表形貌特征、土壤表层结构等领域研究 ， 将带来火星的第一手资料 。 其中与气象有关的研究项目将收集有关温度、气压、风速和风向的大气数据 ， 并研究火星的磁场和重力场 ， 这些也将解答大众的好奇——火星究竟是什么样的气候 。
火星的环境是出了名的恶劣 ， 要想完成使命 ， 火星车首先得活下来 。 这就需“祝融号”火星车足够强大 。
如果只是看图片 ， 火星的地貌似乎与地球上的沙漠戈壁无异 。 事实上 ， 火星上的风速可达每秒180米 ， 这几乎是地球上特大台风风速的三倍多 。 如野兽般凶暴的烈风会掀起大量的沙尘、石块 ， 形成特大沙暴 。 面对这样的情况 ， 设计师使用了一种新型材料 ， 这种材料不易沾上灰尘 ， 即使沾上 ， 也可以通过振动将其抖落 。
火星表面还密布着石块等障碍物 ， 这就使得火星车行驶需要更加的小心翼翼 ， 以免被障碍物卡住 。 如何让火星车的每一步都走得更加稳妥？中国航天科技集团五院的实验室里 ， 有一台与“祝融号”一模一样的火星车 。 当“祝融号”在火星上遇到复杂的路况时 ， 地球上的火星车将对火星路况进行模拟行驶 ， 确认无误后才会发出下一步行动指令 。
天问一号探测器稳定着陆后 ， 着陆器将会与火星上空的环绕器联络 ， 确定工作状态 ， 上传记录的全部数据 ， 传回地球 。 一切确认后 ， 着陆器将放出导轨 ， 届时“祝融号”火星车开机 ， 积累到足够能量后行驶抵达火星表面 ， 开始工作 。 按照计划 ， 90个火星日后 ， 火星车将结束巡视探测 ， 环绕器也将进行轨道调整 ， 开展环绕科学探测 。
【家书】着陆前夕“天问一号”寄来家书
亲爱的家人们：
在经历了9个多月的长途跋涉后 ， 明天 ， 我即将在火星着陆 。 目前我状态良好 ， 精神抖擞 ， 一想到即将亲吻红色星球 ， 内心充满着无法言表的喜悦和振奋 ， 那是家人们共同翘首以盼的一刻 ， 你们get(体验)到这份激动和期待了吗？
回首这一段难忘的旅程 ， 从海南文昌发射场到充满王者之气的首都北京 ， 从去岁盛夏的烈日炎炎到今年初夏的清新暖阳 ， 家人们一路守护我陪伴我 ， 助我跨过千山万水 ， 闯过千难万险 ， 而今终于即将迎来最辉煌的一刻 。 如同人类生命的孕育过程一样 ， 从胚胎到瓜熟蒂落 ， 大约40周的时间 ， 需要经历大脑、神经、心肺、骨骼等各种关键器官的发育 ， 需要经历各种风险挑战 ， 更需要爸爸妈妈的精心呵护；我的奔火旅程恰好40余周 ， 期间经历了四次中途修正、一次深空机动、两次状态自检、火星捕获、一次轨道面调整和两次近火制动 ， 每一次动作都是一次巨大的风险考验 ， 还好有亲如父母的航天科技集团五院的家人们全心全意、全力以赴的守护 ， 保我一路平安 ， 让我的每一次动作 ， 每一段进展 ， 都信心满满 ， 精彩纷呈 。 感谢家人们 ， 你们辛苦了！
明天 ， 我即将迎来此次旅程中最凶险最困难的一关——进入/下降/着陆 ， 这是人类火星探测失败率最高的阶段 ， 也是惊心动魄的“黑色九分钟” 。 然而 ， 我现在一点儿都不害怕 ， 因为 ， 进入环火轨道以来 ， 我一边绕火飞行 ， 一边拍摄了大量火星图片 ， 家人们不辞辛苦 ， 日夜兼程 ， 对着陆区域进行了认真地探查、分析和评估 ， 为我着陆火星做好了各种准备 ， 让我心中有数 ， 脚下有路 。
展望前路 ， 耳边传来嘹亮的歌声“飞翔吧 ， 勇敢的少年！追寻梦和远方……”
火星 ， 我来了！
天问一号
【减速|“祝融号”火星车顺利发回遥测信号】2021年5月14日
来源 北京晚报
采访人员 张航
通讯员 杨璐 陈刚 郭睿
流程编辑 吴越
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