北京时间2021年5月15日8时20分左右 ， 中国首枚火星探测器“天问”一号成功着陆火星北半球的乌托邦平原 ， 将带领“祝融”号火星车展开火星探测之旅！火星 ， 中国到了！
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落火比着月要难得多 ， 由于无线信号有十分钟左右的时间差 ， 着陆时 ， 地球上的工作人员无法对探测器进行控制 ， 因此 ， 火星着陆的自动控制就异常重要 。 火星探测器要随时按预设的着陆轨迹进行修正 ， 并且要控制好姿态 ， 让防热部分朝着大气 。 要保证成功着陆 ， 自动的姿态控制和轨迹控制最为关键 ， 也是最大的难点 ， 另外 ， 火星探测器以很高的速度进入火星大气层 ， 会产生剧烈的摩擦 ， 要保证高温情况下火星探测器的各元器件正常工作 。 因此 ， 还有一个难点是火星探测器的减速 。
火星车的着陆过程被称为要经历“恐怖的七分钟” ， 要知道 ， 在着陆火星约7分钟的过程中 ， 远不够完成一次地火通讯 ， 这意味着全程剧烈冲击下姿态控制、超声速下打开降落伞、抛隔热大底、降落伞和支撑结构脱离、反推火箭工作、悬停避障、减速软着陆等多个复杂动作必须依靠着陆器自主完成 ， 对软件和硬件的要求极高！好样的 ， “祝融”号做到了 。 “祝融”号的主要用途是探测火星地表 ， 火星地层深度的构成探查、对岩层进行钻探、采样、分析 。 而先一步着陆的美国“毅力”号工作内容也差不多 ， 只不过“毅力”号的探测任务会比咱们的“祝融”号更深入 ， 更专注于岩层的成分分析 。 “毅力”号的重量“祝融”号4倍 。 另外 ， “毅力”号还要取样保存 ， 等待后续美国飞船登陆火星时带回来 。
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▲“祝融号”火星车
火星探测的难度远大于月球探测 ， 当前的火星探测主要集中在“绕、落、巡”这3个阶段 。 到目前为至 ， 进行过火星探测有美国、苏联（俄罗斯）、日本、印度、欧空局、阿联酋和我们中国；成功到过火星轨道的有苏联、美国、印度、欧空局、阿联酋、中国 ， 他们都已经完成“绕”这个阶段；而成功着陆火星的 ， 按严格意义来说 ， 只有美国和中国 。 在火星探测上 ， 最成功的是美国 ， 包括最近的“毅力号”在内 ， 已经有9个探测器成功着陆火星 ， 取得了很多的成果：发现了水 ， 实现在人类飞行器在火星的首次飞行 ， 成功制成氧气等等 。 今天 ， 中国成为了第二个探测器成功着陆火星的国家 ， 并且我们这次探测要完成“绕落巡”3个任务 ， 从来没有一个国家第一次火星探测就能同时完成这3个任务的 。 比我们“天问一号”早发射早3天发射早1天到达火星轨道的阿联酋的“希望号” ， 这次也仅仅完成“绕”火星这一个任务 。 盘点所有成功着陆火星的探测器1、“海盗”一号首个成功着陆并开展工作的探测器发射国家：美国任务类型：轨道卫星发射时间：1975年8月20日任务结果：成功发射火箭：泰坦三E-半人马座运载火箭
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▲海盗号轨道卫星
1975年8月20日 ， “海盗”1号发射升空 ， 花费10个月航向火星 ， 于1976年6月19日进入围绕火星的轨道 。 1976年7月20日 ， 休斯敦美国“海盗”1号太空探测器在火星赤道附近实现软着陆 ， 并在几秒后开始向地球传送了首批火星表面图像 。
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▲第一张由海盗号拍的火星地表全景照片 。
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▲第一张由海盗号着陆器从火星表面送回的照片 ， 可以看到着陆器的支架 。
2、“海盗”2号火星探测史上最昂贵的计划发射国家：美国任务类型：轨道卫星发射时间：1975年9月9日发射火箭：泰坦三E-半人马座运载火箭任务结果：成功
美国“海盗”计划是火星探测史上最昂贵的计划 ， 也是1990和2000年代前最成功、提供信息最多的火星探测计划 。 “海盗”1号和“海盗”2号是美国航天局“海盗计划”发射的两个航天器 。 “海盗”2号是第二个 ， 主要研究火星温度、磁场、风速、风向、X射线光谱 。 它于1976年8月7日进入火星轨道 ， 1976年9月3日触地于乌托邦平原 。 “海盗”2号的着陆器在火星表面工作了1281个火星日 ， 最终在电池失效后 ， 于1980年4月11日停止运作 。 轨道卫星则工作到1978年7月25日 ， 共环绕火星706周 ， 传回了近16000份图像 。
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这张照片由海盗号着陆器的1号相机摄得 。 中间偏右的大石块宽度约为2米 。 这颗石头由海盗号科学家命名为"Big Joe" 。 石头上方覆盖着红土 。 那些没有被覆盖的岩石部分看起来与地球上玄武岩的颜色相近 ， 因此 ， 这有可能是陨石坑撞击形成的岩浆碎片 。
3、火星“探路者”携带人类送往火星的第一部“车”发射国家：美国任务类型：登陆器与探测车发射时间：1996年12月4日任务结果：成功发射火箭：德尔塔 II 7925
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▲1996年10月在JPL的火星探路者号
火星“探路者”号是一艘在1997年的低成本 ， 携带探测车登陆火星且建立基地的美国太空船 ， 于1997年07月04日在火星表面着陆 。 它携带的“旅居者”号火星车 ， 是人类送往火星的第一部火星车 。 火星“探路者”号任务除科学目标外 ， 同时也是各种创新技术的概念证明 。 比如安全气囊——间接着陆和自动回避障碍 ， 在后续的火星车任务都在采用 。
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▲火星探路者号登陆地点的全景图 。
4、“勇气”号发射国家：美国任务类型：火星探测发射时间：2003年6月10日任务结果：成功发射手段：德尔塔 II 7925 9.5 火箭“勇气”号火星探测器 ， 是美国国家航空航天局火星探测漫游者计划的第一部火星漫游车 。 其主要任务是探测火星上是否存在水和生命 ， 并分析其物质成分 ， 评估火星上的环境是否有益于生命 。
“勇气”号已于2004年1月3日04时25分在火星南半球的古谢夫陨石坑成功着陆 ， 火星上沙尘暴和尘卷风并没有预计的严重 ， 探测器的除尘功能有效发挥 ， 使得探测器太阳能帆板的寿命大大延长 ， 能量吸收非常良好 ， 为科学考察提供了至关重要的充足电源 。 随着火星冬季脚步的临近 ， “勇气”号上太阳能电池板产生的电量也越来越少 。 2011年3月22日 ， NASA最后一次联络上“勇气”号 ， 2011年5月24日 ， NASA在最后一次尝试联络后结束“勇气”号的任务 。
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▲“勇气”号发回的最后一张照片
5、“机遇”号发射国家：美国任务类型：火星探测车发射时间：2003年7月7日任务结果：成功发射手段：德尔塔 II 7925H 9.5 火箭
“机遇”号 ， 是一台于2004年开始火星探测任务的地表探测车 ， 也是NASA火星两辆探测探测车中的一辆（另一辆为“勇气”号） 。 于2003年从地球发射 ， 并于2004年1月25日降落在子午线高原， 差不多是在“勇气”号降落的三周后 。 和“勇气”号一样 ， “机遇”号也远远超过了其原本设计的运作时间 ， 由于太阳能发电板被清洁干净 ， 它能够继续执行大量对火星岩石的地质分析和地表描绘 。
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▲机遇号自登陆火星以来传回的第一张自拍照 ， 2018年2月下旬摄于奋斗撞击坑内的“毅力谷”
受到2018年6月至8月间火星全球性沙尘暴阻隔阳光的影响 ， “机遇”号自6月12日起中断和地球的通讯 ， 进入低电量休眠状态 。 2019年2月13日 ， NASA正式宣布任务结束 。 6、“凤凰”号发射国家：美国任务类型：着陆器发射时间：2007年8月4日任务结果：成功发射手段：德尔塔 II 7925型火箭
“凤凰”号 ， 于2007年8月4日发射 ， 在2008年5月25日成功在火星北极软着陆 。 这项计划的主要目的是将一枚着陆器送往火星的北极地区 ， 对火星的极地环境进行探测 ， 搜索适合火星上微生物生存的环境 ， 并研究那里的水的历史 。 除了拍摄照片和气象观测等任务 ， “凤凰”号还搭载了长约2.3米的机械臂 ， 它可以向下挖掘 ， 并将挖掘所得的土壤样本送回凤凰号 ， 使用搭载的科学仪器对土壤中的水冰和其他物质（例如矿物 ， 可能的生命物质等）加以分析 。 包括发射费用 ， “凤凰”号任务总耗资约3.86亿美元 。
在成功着陆之后 ， “凤凰”号发回大量数据 ， 这些数据揭示了火星的水和气候循环 ， 火星表面土壤的成分和特性 ， 以及火星北极的自然环境 ， 取得了一系列的科学成果 。
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▲第一批回传回地球的照片之一
2010年5月24日 ， 由于在“凤凰”号着陆的第二个春季和夏季没有收到来自它的信号 ， 而且来自火星侦查轨道器（MRO）的图像显示了损毁 ， NASA宣布“凤凰”号任务结束 。
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▲火星侦察轨道器（MRO）拍摄的在火星表面的凤凰号 。
7、“好奇”号发射国家：美国任务类型：火星探测器发射时间：2011年11月26日任务结果：成功发射手段：擎天神五号541型
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▲好奇号在火星夏普山山脚下的自拍 ， 摄于2015年10月（用于拍摄照片的机械手臂已被编修而隐藏）
“好奇”号是一辆美国宇航局火星科学实验室辖下的火星探测器 ， 主要任务是探索火星的盖尔撞击坑 。 它成功在2012年8月6日于伊奥利亚沼着陆 。 好奇号的任务包括：探测火星气候及地质 ， 探测盖尔撞击坑内的环境是否曾经能够支持生命 ， 探测火星上的水 ， 及研究日后人类探索的可行性 。 2014年6月24日 ， 好奇号在发现火星上曾经有适合微生物生存的环境之后运行满一个火星年的探测任务 。
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▲“好奇”号首张照片
好奇号的大小是勇气号、机遇号和凤凰号的两倍 ， 重量是其五倍 。 它将会采集火星土壤样本和岩芯 ， 然后对它们可能可以支持现在或过去微生物存在的有机化合物和环境条件进行分析 。 2015年9月26日 ， 美国航空航天局科学家报告 ， 火星探测器好奇号发现火星土壤含有丰富水分 ， 大约为1.5至3重量百分比 ， 显示火星有足够的水资源供给未来移民使用 。 8、“洞察”号发射国家：美国任务类型：火星登陆探测器发射时间：2018年5月5日任务结果：成功发射手段：擎天神5号运载火箭401型
“洞察”号是一颗用于研究火星行星内部结构的火星无人着陆探测器 。 着陆器由洛克希德马丁公司制造 。 洞察号的任务是将一个装载有地震仪及热流侦测器的固定式登陆载具发射到火星表面 ， 这可以带来对太阳系的类地行星(水星 ， 金星 ， 地球 ， 火星)的新认识 。 为了降低洞察号的成本和风险 ， 洞察号将使用与2008年登陆火星的凤凰号相同的设计和技术 。 2018年11月26日19:52:59 ， 洞察号经过近3亿英里（4.58亿公里）的旅程 ， 成功降落在火星表面的埃律西昂平原上 。
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▲洞察号的背景摄像机（上）和仪器部署摄像机（下）传来的首张火星表面照片 。 上图中的黑点是洞察号着陆时扬起的尘土
9、“毅力”号发射国家：美国任务类型：火星探测着陆器发射时间：2020年7月30日任务结果：成功发射手段：擎天神五号541型
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▲“毅力号”着陆后传回的第二张火星照片
北京时间2月19日凌晨4时55分 ， 美国“火星2020”任务中的毅力号火星车经过6个多月的飞行 ， 成功着陆在火星表面的杰泽罗陨石坑 ， 正式开启探测之旅 。 虽然美国毅力号火星车是今年火星三国演义（阿联酋、中国、美国）中最后抵达火星的探测器 ， 但却是最先降落在火星表面的航天器 ， 这也是美国送往火星的第五辆火星车 ， 也是迄今为止最复杂的火星车 。 毅力号火星车的着陆方式和好奇号火星车在2012年8月着陆火星的方式一样 ， 包括降落伞、下降飞行器和一种被称为“天空起重机”的方法 。
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▲“毅力号”在火星表面进行探测任务
10、“天问”一号中国首个独立发射的火星探测器发射国家：中国任务类型：火星勘测轨道飞行器发射时间：2020年7月23日任务结果：成功发射火箭：“长征”五号运载火箭
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“天问”一号隶属于中国火星探测计划 ， 于2020年7月23日由长征五号运载火箭从文昌卫星发射中心发射成功 ， 并携“祝融”号火星车于2021年5月15日成功落火！
来源｜航空知识微信公号
【火星探测器|中国成为第二个实现火星着陆国家，盘点所有成功着陆火星的探测器】
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