驕傲！祝融號(hào)成功著陸，五星紅旗閃耀火星

精彩觀點(diǎn)：

1、我國深空探測(cè)能力和水平實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，成為世界第三個(gè)在火星著陸的國家，第二個(gè)在火星巡視的國家。

2、相比被火星捕獲，更難、更驚險(xiǎn)的一環(huán)是登陸火星，人稱“黑色九分鐘”。

3、在這次火星探測(cè)完成之后，我國計(jì)劃在2028年-2030年再次進(jìn)行火星探測(cè)，目標(biāo)是將采樣返回，目前這項(xiàng)技術(shù)還沒有國家掌握。

4、我國火星探測(cè)環(huán)繞、著陸、巡視計(jì)劃如果能夠一步完成，這一跨越式方案將成為全球首次。

成功了!祝融，登火。

第四次近火制動(dòng)、超音速開傘、大底分離、雷達(dá)開機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、懸停成像、避障并緩速下降、著陸火面，經(jīng)過一系列關(guān)鍵階段之后，2021年5月15日，“天問一號(hào)”闖過最難一關(guān)，成功著陸在火星北半球的烏托邦平原(UtopiaPlanitia)，開始了為期90多個(gè)火星日的探測(cè)。

“這意味著我國深空探測(cè)能力和水平實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，成為世界第三個(gè)在火星著陸的國家，第二個(gè)在火星巡視的國家。”全國空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩在接受網(wǎng)易科技采訪時(shí)說道。

據(jù)了解，此前，蘇聯(lián)和歐洲均有過多次嘗試，均未完全成功，美國是目前最成功的國家，“毅力號(hào)”已經(jīng)成為美國第5個(gè)成功登陸的火星車。

“這次火星探測(cè)完成之后，我國計(jì)劃在2028年-2030年左右還有一次，進(jìn)行火星采樣返回，目前這項(xiàng)技術(shù)還沒有人掌握。”

天問一號(hào)闖最難關(guān)成功祝融號(hào)著陸火星

2020年7月23日，中國火星探測(cè)器天問一號(hào)在海南文昌發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，奔向火星。據(jù)國家航天局消息，截至2021年1月3日，天問一號(hào)飛行里程突破了4億公里，距離地球約1.3億公里，距離火星約830萬公里。

2021年2月10日，探測(cè)器抵達(dá)火星軌道，成為中國首顆人造火星衛(wèi)星;2月12日，天問一號(hào)火星捕獲過程影像公開，從距離地球1.9億公里之外傳回新春的祝福;2月15日，天問一號(hào)成功實(shí)施捕獲軌道遠(yuǎn)火點(diǎn)平面機(jī)動(dòng);2月24日，天問一號(hào)探測(cè)器成功實(shí)施第三次近火制動(dòng)，進(jìn)入近火點(diǎn)280千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)5.9萬千米、周期2個(gè)火星日的火星停泊軌道。

據(jù)了解，在這個(gè)過程中，“天問一號(hào)”完成了系列任務(wù)：地月合照、探測(cè)器“自拍”、3次在軌自檢、4次中途修正、1次深空機(jī)動(dòng)，2次狀態(tài)自檢、火星捕獲、一次軌道面調(diào)整和兩次近火制動(dòng)等，每一次動(dòng)作都面臨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。

而被火星捕獲是任務(wù)當(dāng)中風(fēng)險(xiǎn)最高的環(huán)節(jié)之一。

首先是時(shí)間窗口，探測(cè)器能被火星引力捕獲的機(jī)會(huì)僅有一次，只有半個(gè)小時(shí);其次，天問一號(hào)的奔火旅途并非“走直線”，而是根據(jù)火星與地球間運(yùn)行規(guī)律，在特定軌道飛行。探測(cè)器在抵達(dá)火星軌道附近時(shí)，距離火星只有400公里，但相對(duì)火星的速度卻4至5公里每秒。

這就要求探測(cè)器必須能夠及時(shí)“剎車”，否則，“剎車”早了，探測(cè)器速度降得過低，會(huì)墜入大氣層撞擊火星;“剎車”晚了，探測(cè)器就會(huì)錯(cuò)過火星，直接飛向更遠(yuǎn)的深空。

天問一號(hào)探測(cè)器完美的被火星捕獲，探測(cè)器在停泊軌道上運(yùn)行了約3個(gè)月，進(jìn)行科學(xué)探測(cè)，同時(shí)為5月份的這次著陸火星做準(zhǔn)備。

其實(shí)，相比被火星捕獲，更難、更驚險(xiǎn)的一環(huán)是登陸火星，人稱“黑色九分鐘”(也有稱恐怖七分鐘)。

“火星探測(cè)最大的難點(diǎn)在于進(jìn)入、下降與著陸過程中，要在7分鐘內(nèi)將探測(cè)器的時(shí)速從2萬千米降低到零。這需要融合多種減速手段才能實(shí)現(xiàn)，包括氣動(dòng)外形、降落傘和反推等，也需要自主導(dǎo)航控制技術(shù)來保證。”中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員張偉曾對(duì)《科技日?qǐng)?bào)》表示。

據(jù)了解，在著陸前，探測(cè)器需要先將速度降下來，從4.8公里/秒減速到460米/秒，相當(dāng)于先來一個(gè)急剎車;接著，探測(cè)器打開降落傘，用90秒的時(shí)間將速度再降到95米/秒;最后，進(jìn)入“著陸緩沖段”，這會(huì)兒探測(cè)器需要懸停避障，對(duì)火星表面進(jìn)行觀察，看一下地面有沒有坑、大的石頭，保證落地安全性。

“目前國際上主要有兩種減速方式。我國根據(jù)探月工程中的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，將通過4個(gè)階段逐步減速，最終使探測(cè)器平穩(wěn)到達(dá)火星表面。”

中國科學(xué)院院士、航天科技集團(tuán)科技委主任包為民曾向媒體透露，第一階段為氣動(dòng)減速，第二階段開降落傘，第三階段動(dòng)力減速開反推，第四階段懸停避障;著陸器在火星表面軟著陸成功后將釋放火星車。

登陸火星是最具挑戰(zhàn)之一，由于火星擁有大氣層，要防止著陸器在下降過程中變得過熱;而且僅憑落傘無法使著陸器減速，還需要減速火箭。

據(jù)報(bào)道，目前已經(jīng)進(jìn)行的21次火星著陸任務(wù)中，只有9次成功。

兩大利器，五大目標(biāo)，天問一號(hào)創(chuàng)全球首次

此次，天問一號(hào)選擇的著陸點(diǎn)是烏托邦平原。這個(gè)平原據(jù)說是太陽系最大的平原，直徑3300公里。

NASA的“海盜2號(hào)”著陸器曾于1976年抵達(dá)這里。2016年11月22日，NASA報(bào)告稱，在烏托邦平原下發(fā)現(xiàn)大量地下冰。

該著陸點(diǎn)距離美國NASA“毅力號(hào)”的著陸位置有1800多公里，快趕上北京到達(dá)廣州的距離。

據(jù)介紹，天問一號(hào)火星探測(cè)器由環(huán)繞器、著陸巡視器(包括進(jìn)入艙和火星車)“兩大利器”組成，總質(zhì)量約為5噸。

環(huán)繞器重量為3.6噸左右，設(shè)計(jì)壽命為1個(gè)火星年，可以滿足5個(gè)飛行階段和11種飛行模式的設(shè)備布局需求。

中國首個(gè)火星車約為240千克，長(zhǎng)3.3米、寬3.2米、高1.85米，質(zhì)量幾乎是玉兔號(hào)月球車的2倍。在火星上著陸后，它將用它的6個(gè)輪子跋涉翻越各種地形，1小時(shí)大概可以跑200米遠(yuǎn)。

這個(gè)酷似藍(lán)色閃蝶的火星車被命名為“祝融號(hào)”，寓意點(diǎn)燃我國星際探測(cè)的火種，指引人類對(duì)浩瀚星空、宇宙未知的接續(xù)探索和自我超越。

祝融是中國上古神話中的火神，三皇五帝時(shí)掌火之官?！抖Y記》曰：“孟夏之月，其帝炎帝，其神祝融”。

根據(jù)官方解釋，以火神的名字命名中國第一輛火星車，是現(xiàn)代科學(xué)與傳統(tǒng)文化的跨時(shí)空融合，體現(xiàn)著航天人的科學(xué)夢(mèng)想和浪漫情懷，彰顯著中國人的探索精神和文化自信。祝融英文名稱則采用直接音譯方式為：ZhuRong。

“祝融號(hào)”火星車帶著地形和多光譜相機(jī)、次表層探測(cè)雷達(dá)、磁場(chǎng)探測(cè)儀等6臺(tái)科學(xué)載荷，可以陸續(xù)將許多珍貴的火星數(shù)據(jù)和照片回傳地球。

根據(jù)“天問家書”介紹，天問一號(hào)肩負(fù)著五大任務(wù)：首先就是研究火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征;二是調(diào)查火星表面土壤特征與水冰分布;三是分析火星表面物質(zhì)組成;四是測(cè)量火星大氣電離層及表面氣候與環(huán)境特征;五是探索火星物理場(chǎng)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。

“簡(jiǎn)單來說，就是從空間環(huán)境、到表面、到次表層到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，一網(wǎng)打盡。”天問家書寫道。

據(jù)全國空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩介紹，在這次火星探測(cè)完成之后，我國還計(jì)劃在2028年-2030年再次進(jìn)行火星探測(cè)，目標(biāo)是將采樣返回，目前這項(xiàng)技術(shù)還沒有國家掌握。“現(xiàn)在美國也想準(zhǔn)備火星采樣返回，中國也在做準(zhǔn)備。”

當(dāng)初與天問一號(hào)同時(shí)期發(fā)射的，還有美國的“毅力號(hào)”以及阿聯(lián)酋的“希望號(hào)”火星探測(cè)器，也均在2月份抵達(dá)了火星軌道。

只是不同的是，阿聯(lián)酋的“希望號(hào)”任務(wù)只是繞火星軌道運(yùn)行至少一個(gè)火星年，也就是相當(dāng)于地球上的687天，收集的數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)在2021年9月份陸續(xù)傳回地球，而不在火星進(jìn)行著陸。

美國NASA的“毅力號(hào)”則肩負(fù)著尋找火星古老生命跡象的任務(wù)，也是迄今為止送到另外一個(gè)星球著陸最大、最先進(jìn)的探測(cè)器。據(jù)悉，美國宇航局為了打造毅力號(hào)火星探測(cè)車，共計(jì)投入了大約24億美元。

而且“毅力號(hào)”還有一架1.8公斤重的無人飛機(jī)，在火星上試飛，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)在另一個(gè)星球環(huán)境下首次飛行。

根據(jù)報(bào)道，“毅力號(hào)”火星探測(cè)器就地取材制氧成功，還傳送回了一組從火星錄制的聲音。

天問一號(hào)則史無前例的一次完成了環(huán)繞火星、著陸火星、巡視火星三大步。中國航天科技集團(tuán)五院深空探測(cè)和空間科學(xué)首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士葉培建在接受媒體采訪時(shí)曾表示，我國首次火星探測(cè)任務(wù)實(shí)為“彎道超車”。

“此次我國火星探測(cè)環(huán)繞、著陸、巡視計(jì)劃如果能夠一步完成，這一跨越式方案將成為全球首次。”