人類文明雖滄海一粟，但探索之心從未黯淡。繼人造衛(wèi)星、載人航天之后，中國(guó)深空探測(cè)拉開(kāi)帷幕，在探月工程五戰(zhàn)五捷之后，中國(guó)首次向行星發(fā)起挑戰(zhàn)，將在7月底至8月初擇機(jī)實(shí)施首次火星探測(cè)任務(wù)。

“天問(wèn)一號(hào)”的由來(lái)2016年1月，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)立項(xiàng)，這是我國(guó)行星探測(cè)之旅的第一步。 2020年4月24日，中國(guó)行星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問(wèn)系列”，首次火星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問(wèn)一號(hào)”，后續(xù)行星任務(wù)依次編號(hào)。

“天問(wèn)一號(hào)”名稱源于屈原長(zhǎng)詩(shī)《天問(wèn)》，表達(dá)了中華民族對(duì)真理追求的堅(jiān)韌與執(zhí)著，體現(xiàn)了對(duì)自然和宇宙空間探索的文化傳承，寓意探求科學(xué)真理征途漫漫，追求科技創(chuàng)新永無(wú)止境。

“天問(wèn)一號(hào)”去火星干什么

最新消息顯示，7月14日，“天問(wèn)一號(hào)”已經(jīng)運(yùn)抵文昌航天發(fā)射場(chǎng)。將擇機(jī)通過(guò)用長(zhǎng)征五號(hào)遙四火運(yùn)載火箭發(fā)射。順利的話，“天問(wèn)一號(hào)”將一次任務(wù)完成環(huán)繞、著陸和巡視三步，這將是世界上首次探索火星即完成軟著陸的任務(wù)。“繞、落和巡”分別由環(huán)繞器、著陸器和巡視器來(lái)完成。

環(huán)繞器運(yùn)行在環(huán)繞火星的軌道上，既可以自主進(jìn)行全球性、綜合性的環(huán)繞探測(cè)任務(wù)，同時(shí)為巡視器進(jìn)行中繼通信;著陸器負(fù)責(zé)攜帶巡視器安全著陸到火星上去，巡視器負(fù)責(zé)在火星表面進(jìn)行區(qū)域巡視探測(cè)。

環(huán)繞器在火星探測(cè)的整體任務(wù)中，扮演著飛行器、通信器、探測(cè)器的多重角色。他要負(fù)責(zé)攜帶著陸巡視器，完成地火轉(zhuǎn)移、火星捕獲、環(huán)火軌道調(diào)整、落區(qū)預(yù)探測(cè)、擇機(jī)實(shí)施器器分離，提供中繼支持服務(wù)，利用科學(xué)載荷對(duì)火星開(kāi)展全球性、綜合性的環(huán)繞探測(cè)。除負(fù)責(zé)信號(hào)中繼外，環(huán)繞器會(huì)配備分辨率和光譜不同的相機(jī)，用來(lái)拍攝中國(guó)首張火星全圖。此外，它還攜帶有多個(gè)先進(jìn)儀器用來(lái)研究火星磁場(chǎng)、地面表層元素、大氣和中性粒子、全球地貌(高程)等。

著陸巡視器將在火星表面軟著陸，并釋放火星車，在火星表面進(jìn)行巡視探測(cè)?；鹦擒噷⑼Ａ?0個(gè)火星日，開(kāi)展巡視探測(cè)、火星地貌特征研究等多項(xiàng)任務(wù)。

火星任務(wù)到底有多難

火星半徑只有3400千米左右，大約是地球的一半?；鹦求w積也很小，僅有地球的15%。人類有史以來(lái)對(duì)火星的探測(cè)表明，火星現(xiàn)有環(huán)境非常惡劣。但是火星的整體環(huán)境條件與地球相近，距離太陽(yáng)僅比地球稍遠(yuǎn)。目前，地球位于太陽(yáng)系的宜居帶上，隨著太陽(yáng)活動(dòng)加劇，宜居帶會(huì)往外擴(kuò)展，火星將有可能變?yōu)橄乱粋€(gè)地球。

也有不少科學(xué)家認(rèn)為人類有可能向火星移民，開(kāi)辟新的生存空間。自上世紀(jì)60年代蘇聯(lián)和美國(guó)展開(kāi)火星探測(cè)至今幾十年來(lái)，火星探測(cè)成功的概率統(tǒng)計(jì)下來(lái)還不足一半。人類真想要“移民火星”充滿了重重險(xiǎn)阻。

距離遙遠(yuǎn)：火星探測(cè)最遠(yuǎn)的距離地球4億公里。火星探測(cè)器將沿著“霍曼轉(zhuǎn)移軌道”的路徑前往目的地，沿著這條路徑，探測(cè)器要飛大約7個(gè)月的時(shí)間才能抵達(dá)火星。

信號(hào)傳輸難：光信號(hào)從地球到探測(cè)器單程需要22分鐘，再返回需要44分鐘。隨著探測(cè)器飛到火星距離太陽(yáng)越來(lái)越遠(yuǎn)，空間信號(hào)衰減越來(lái)越大，對(duì)整個(gè)通信設(shè)計(jì)帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。

同時(shí)火星探測(cè)器在火星環(huán)繞期間會(huì)遇上日凌，日凌期間由于太陽(yáng)輻射造成的影響，探測(cè)器會(huì)和地面中斷通訊達(dá)30天。這30天里，需要探測(cè)器進(jìn)行自主管理。同時(shí)還需要在環(huán)繞火星的過(guò)程中具備自主導(dǎo)航的能力，這也是中國(guó)此次火星探測(cè)任務(wù)中一大創(chuàng)新突破。

制動(dòng)捕獲：探測(cè)器在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途飛行后，如何成功被火星的引力場(chǎng)捕獲，是任務(wù)中的關(guān)鍵點(diǎn)之一。這個(gè)過(guò)程中，如果“剎車”制動(dòng)早了一點(diǎn)，探測(cè)器會(huì)飛離火星?；蛘卟鹊蒙盍艘稽c(diǎn)，探測(cè)器可能會(huì)撞擊火星。

盲降7分鐘：火星探測(cè)器在到達(dá)環(huán)繞火星的軌道后，下一步就是要降落在火星表面。降落過(guò)程只有7分鐘左右的時(shí)間，是整個(gè)任務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)，直接決定著任務(wù)的成敗。

著陸器進(jìn)入火星大氣層后要完全依靠自身進(jìn)行減速，與此同時(shí)，隔熱系統(tǒng)要經(jīng)受大氣摩擦的考驗(yàn)，還要及時(shí)打開(kāi)降落傘并拋棄隔熱板;當(dāng)著陸器與地面越來(lái)越近，速度進(jìn)一步降低后著陸器與降落傘分離，經(jīng)過(guò)復(fù)雜而精確的懸停、避障、降落，穩(wěn)定后著陸過(guò)程才算完成。

作為我國(guó)首次自主火星探測(cè)任務(wù)，此次火星環(huán)繞器不僅攻克了火星制動(dòng)捕獲、長(zhǎng)期自主管理等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，更實(shí)現(xiàn)了地火間的超遠(yuǎn)距離測(cè)控通信。通過(guò)環(huán)繞探測(cè)，將實(shí)現(xiàn)火星全球性、綜合性探測(cè)，完成火星表面重點(diǎn)地區(qū)高精度、高分辨精細(xì)勘查。

即將在火星探測(cè)窗口期執(zhí)行此次發(fā)射任務(wù)充滿了挑戰(zhàn)性。若能成功，意味著中國(guó)一次走完了此前蘇聯(lián)和美國(guó)用幾十年走過(guò)的歷程。在擁有科技后發(fā)優(yōu)勢(shì)的情況下，這有一定合理性，但也面臨風(fēng)險(xiǎn)。但是，挑戰(zhàn)高難度對(duì)中國(guó)航天人而言并不奇怪，中國(guó)的航天精神有這么幾句話:“自力更生，艱苦奮斗，大力協(xié)同，無(wú)私奉獻(xiàn)，嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，勇于攀登。”

關(guān)鍵詞： 火星探測(cè)