人民網北京5月15日電 （趙竹青）“天問一號”於2020年7月23日發射，在今年2月到達火星，成功被火星捕獲，經過3個月的養精蓄銳，“天問一號”已在近日實施降軌，完成著陸巡視器與環繞器分離，軟著陸火星表面，成功擁抱火星。

不久，它裝載的火星車也將會駛離著陸平台，開展巡視探測等工作。這隻“火星蝴蝶”——中國首輛火星車“祝融號”，會以什麼方式登陸火星、會如何探索火星？此次登陸火星有什麼難點，它的背后又有什麼故事呢？

火星，我們來了

被火星成功捕獲以后，“天問一號”經過幾個月的充分准備終於開啟了第二階段任務——“著陸”。火星的北半球多平原，南半球多山地，因此此次火星軟著陸的地點就選擇在火星北半球的烏托邦平原的南部。

整個降落過程大致分為“進入”“減速”“軟著陸”三步，簡稱為EDL（Entry，Descent，Landing）。據“天問一號”抓總研制單位航天五院總體設計部火星探測器總體主任設計師王闖介紹，“天問一號”在進入火星大氣層以后首先借助火星大氣，進行氣動減速，這個過程它克服了高溫和姿態偏差。氣動減速完成后，“天問一號”的下降速度也減掉了90%左右。緊接著“天問一號”打開降落傘進行傘系減速，當速度降至100米每秒時，“天問一號”通過反推發動機進行減速，由大氣減速階段進入動力減速階段。在距離火星表面100米時，“天問一號”進入懸停階段，完成精避障和緩速下降后，著陸巡視器在緩沖機構的保護下，抵達火星表面。

總的來說，整個過程“天問一號”在9分鐘內將約2萬千米/小時的速度降至到0米/時。值得一提的是，雖然此前我國已有月表著陸經驗，但是此次“天問一號”火星軟著陸任務更加艱難。一方面火星表面存在大氣（火星表面大氣的密度是地球表面大氣密度的1%左右），因此火星比月球的環境更復雜﹔另一方面火星離地球距離更加遙遠，通信時延單程達到20分鐘左右，因此整個著陸過程相距遙遠的地球來不及做任何處置，隻能靠“天問一號”自主完成，經歷“未知九分鐘”。

航天科技集團五院總體設計部火星巡視器總體主任設計師陳百超表示：“我國是首次實施火星探測任務，對火星的環境，特別是大氣，類似這些參數，我們沒有一手數據。所以相當於我們到了一個完全未知的一個環境，這種難度可想而知。”

“天問一號”的五大使命

成功著陸后，“繞”“著”“巡”的串聯任務終於進行到最后一步。著陸后，進入艙將著陸信息通過環繞器轉發地面。進入艙和火星車先后完成坡道及太陽翼天線展開，火星車將在第一時間將成功展開的消息傳回地面。一切准備就緒后，火星車將自主的駛離進入艙，抵達火面，開始新的征程！

探測火星不僅是工程任務的突破，更是行星科學領域的突破。除了常規的通信、能源（太陽能帆板）、支撐結構、動力系統等部分外，“天問一號”整體上攜帶了13種科學載荷，其中7個在火星上空的環繞器上，分別是中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達、火星礦物光譜探測儀、火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀。6台分布在火星車上，分別是多光譜相機、次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀、地形相機。它們共有五大使命，主要涉及火星空間環境、地表形貌特征、土壤表層結構等研究，將給中國帶來火星的第一手資料。其中，與氣象有關的研究項目將收集有關溫度、氣壓、風速和風向的大氣數據，並研究火星的磁場和重力場，這些也將解答大眾的好奇——火星究竟是什麼樣的氣候。

在“紅色星球”上的荒野求生

火星的環境是出了名的惡劣，要想完成使命，火星車首先得活下來。這就需“祝融號”足夠強大。

中國曾數次造訪月球，積累了寶貴的經驗。但月球與火星最大的不同，便在於月表近乎真空，而火星有大氣層。這則會大大增加探索火星的難度。

如果只是看圖片，火星的地貌似乎與地球上的沙漠戈壁無異。事實上，火星上的風速可達每秒180米，這幾乎是地球上特大台風風速的三倍還多。這如野獸般凶暴的烈風會掀起大量的沙塵，石塊，形成特大沙暴。讓“蝴蝶”的“眼睛”蒙塵，“翅膀”不再靈活。

面對這樣的情況，設計師使用了一種新型材料，這種材料不易沾上灰塵，即使沾上，也可以通過振動將其抖落。火星表面還密布著石塊等障礙物，這就使得火星車的行駛需要更加地“小心翼翼”。以免被障礙物卡住造成操作的遲滯。

那如何讓火星車的每一步都走得更加穩妥呢？在航天五院的實驗室中，有一台一模一樣的火星車。當在火星上遇到復雜的路況時，地球上的火星車將對火星路況進行模擬行駛，確認無誤后才會發出指令。

按照計劃，90個火星日后，火星車將結束巡視探測工作，環繞器也將進行軌道調整，從而開展環繞科學探測。

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