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中國星際探測征程邁出重要一步
北京訊 “天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？”兩千多年前，詩人屈原仰望蒼穹，發出“天問”。兩千多年後，以屈原長詩命名的天問一號探測器在火星烏托邦平原南部預選着陸區，完成了一次教科書式的精準着陸，在火星上首次留下中國人的印迹，邁出了我國星際探測征程的重要一步。
在太空中長途跋涉295天，天問一號一路走來經歷了哪些激動人心的時刻？着陸火星後還有哪些使命和看點？
【奔火之路，殊爲不易】
2020年7月23日，我國首次火星探測任務天問一號探測器在文昌航天發射場搭載長征五號遥四運載火箭成功發射。
自發射以來，天問一號經歷了地火轉移段、制動捕獲段、環火飛行段等飛行過程，成功完成火星制動捕獲，完成了“繞、着、巡”三大目標中環繞探測目標。
在地火轉移期間，天問一號完成了地月成像、四次中途修正、深空自拍、深空機動等一系列操作，至今令人印象深刻。
——深情回望，拍攝地月合影。2020年7月27日，環繞器在飛離地球約120萬公里處回望地球，利用光學導航敏感器對地球、月球成像，獲取了清晰地月合影。在這幅黑白合影圖像中，地球與月球一大一小，均呈新月狀，在茫茫宇宙中交相輝映。
——軌道修正，讓天問飛得更穩。天問一號先後完成了四次中途軌道修正，對3000N發動機及120N、25N推力器的在軌性能、工作模式進行了全面驗证。
——深空自拍，五星紅旗閃耀太空。2020年10月1日，國家航天局發佈了天問一號探測器飛行圖像，圖上的五星紅旗光彩奪目，呈現出鮮艷的中國紅，這是我國探測器采用分離測量傳感器完成首次深空自拍。
——首拍火星，成功獲取中國首幅近火圖像。2021年2月5日，國家航天局發佈了天問一號在距離火星約220萬公里處，獲取的首幅火星圖像。本次成像采用環繞器高分辨率相機的黑白成像模式。
——近火制動，環繞火星成功。2021年2月10日，天問一號探測器實施近火制動，3000N發動機開機工作約15分鐘，探測器順利進入近火點高度約400公里，遠火點高度180000公里，週期約10天，傾角約10度的大橢圓環火軌道，成爲我國第一顆人造火星衛星，實現“繞、着、巡”第一步“繞”的目標，環繞火星獲得成功。
2021年2月12日，國家航天局發佈天問一號制動捕獲過程動態影像，火星大氣層及表面形貌清晰可見。
2021年2月24日，天問一號探測器成功實施第三次近火制動，進入週期2個火星日的火星停泊軌道後，對火星開展全球遥感探測，並對預選着陸區進行詳查，探測分析地形地貌、沙塵天氣等，爲着陸火星做準備。
【踏上火星，感覺良好】
被火星成功捕獲以後，天問一號經過幾個月的養精蓄鋭終於開啓了第二階段任務——“着陸”。火星的北半球多平原，南半球多山地，此次火星軟着陸的地點就選擇在火星北半球烏托邦平原的南部。整個降落過程大致分爲“進入—减速—軟着陸”三步。航天科技集團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後首先藉助火星大氣，進行氣動减速，這個過程它克服瞭高温和姿態偏差，氣動减速完成後天問一號的下降速度也减掉了90%左右。
緊接着天問一號打開降落傘降速，當速度降至100米每秒時，天問一號通過反推發動機進行减速，由大氣减速階段進入動力减速階段。
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後，着陸巡視器在緩衝機構的保護下，扺達位於火星東經109.9°北緯25.1°的着陸點。
總的來説，整個過程天問一號在9分鐘内將約2萬千米每小時的速度降到0。值得一提的是，雖然此前我國已有月表着陸經驗，但是此次天問一號火星軟着陸任務更加艱難。
專家告訴記者，一方面火星表面存在大氣，因此火星比月球表面有更復雜的環境；另一方面火星離地球距離更加遥遠，通信時延達到20分鐘左右，因此整個着陸過程相距遥遠的地表來不及做任何處置，只能靠天問一號自主完成，經歷“生死九分鐘”。
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，天問一號是我國首次火星探測任務，對火星的環境，特别是大氣等參數，我們没有一手數據，所以相當於我們到了一個完全未知的環境，難度和挑戰可想而知。
【着陸火星，使命不凡】
成功着陸後，“繞、着、巡”的串聯任務終於進行到最後一步。首先，着陸器將着陸信息通過環繞器轉發地面，先後完成坡道及太陽翼天綫展開，火星車在第一時間將成功展開的消息傳回地面。一切就緒後，祝融號火星車將自主駛離着陸器，扺達火星表面，開啓新的征程。
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。
除了常規的通訊、能量來源（太陽能帆板）、支撑結構、動力系統等部分外，天問一號整體上携帶了13種科學載荷，其中7個在火星上空的環繞器上，分别是中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達、火星礦物光譜探測儀、火星磁强計、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀。6臺分佈在火星車上，分别是多光譜相機、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、地表形貌特徵、土壤表層結構等研究，將給我國帶來探測火星的一手資料。其中，與氣象有關的研究項目將收集有關温度、氣壓、風速和風向的大氣數據，並研究火星的磁場和重力場，這些也將解答大家的疑惑——火星究竟是什麽樣的氣候。
“天問一號成功着陸火星，成爲我國星際探測征程上具有里程碑意義的重要一步。”我國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋表示，經過六年的科研攻關，發射場百餘天的堅守，以及295天的飛行控制，天問一號實現了一次教科書式的精準着陸，展示了我國深空探測技術的先進能力和集中力量辦大事的制度優勢。
後續，除了火星車要在火星表面進行巡視探測外，天問一號環繞器也將繼續工作。天問一號探測器副總指揮張玉花告訴記者，環繞器將在完成着陸過程的中繼通信任務後，在週期爲兩個火星日的停泊軌道上運行一圈，之後在近火點實施變軌機動，將軌道變爲週期爲三分之一個火星日的中繼軌道，這樣一個火星日内，環繞器可爲火星車提供一次近火點中繼通信和一次遠火點中繼通信，爲後續的巡視探測任務提供信息傳輸服務。
【火神“祝融”，荒野求生】
火星的環境是出了名的惡劣，要想完成使命，火星車首先得存活下來。這就需要祝融號足够强大。
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，這大大增加了探測火星的難度。
如果只是看圖片，火星的地貌似乎與地球上的沙漠戈壁無异。事實上，火星上的風速可達每秒180米，這幾乎是地球上特大臺風風速的三倍還多。狂風會掀起大量的沙塵、石塊，形成特大沙暴，讓祝融號的眼睛蒙塵、翅膀不再靈活。
面對這樣的情况，設計師們使用了一種新材料，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。火星表面還密佈着石塊等障礙物，這就使得火星車的行駛需要更加“小心翼翼”，以免被障礙物卡住造成操作的遲滯。
那麽如何讓火星車的每一步都走得更加穩妥呢？在北京的實驗室中，有一臺一模一樣的火星車。當在火星上遇到復雜的路况時，地球上的火星車將對火星路况進行模擬行駛，確認無誤後才會發出指令。
按照計劃，90個火星日後，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。
在航天科技集團五院總體設計部天問一號探測器副總設計師賈陽的案頭，擺放着一枚精美無比的藍色蝴蝶標本。據賈陽透露，火星車的設計靈感，正是來自這枚蝴蝶——無綫電成了它的複眼，天綫成了它的觸鬚，而火星車的車標，設計靈感也是來自800年前的印章文物。科學和詩意，在這一刻交融、昇華。
全球矚目的祝融號這只“火星蝴蝶”，後續又會給人們帶來什麽意想不到的發現和驚喜呢？請大家一起拭目以待吧！（胡喆 陳席元 徐鵬航）
在太空中長途跋涉295天，天問一號一路走來經歷了哪些激動人心的時刻？着陸火星後還有哪些使命和看點？
【奔火之路，殊爲不易】
2020年7月23日，我國首次火星探測任務天問一號探測器在文昌航天發射場搭載長征五號遥四運載火箭成功發射。
自發射以來，天問一號經歷了地火轉移段、制動捕獲段、環火飛行段等飛行過程，成功完成火星制動捕獲，完成了“繞、着、巡”三大目標中環繞探測目標。
在地火轉移期間，天問一號完成了地月成像、四次中途修正、深空自拍、深空機動等一系列操作，至今令人印象深刻。
——深情回望，拍攝地月合影。2020年7月27日，環繞器在飛離地球約120萬公里處回望地球，利用光學導航敏感器對地球、月球成像，獲取了清晰地月合影。在這幅黑白合影圖像中，地球與月球一大一小，均呈新月狀，在茫茫宇宙中交相輝映。
——軌道修正，讓天問飛得更穩。天問一號先後完成了四次中途軌道修正，對3000N發動機及120N、25N推力器的在軌性能、工作模式進行了全面驗证。
——深空自拍，五星紅旗閃耀太空。2020年10月1日，國家航天局發佈了天問一號探測器飛行圖像，圖上的五星紅旗光彩奪目，呈現出鮮艷的中國紅，這是我國探測器采用分離測量傳感器完成首次深空自拍。
——首拍火星，成功獲取中國首幅近火圖像。2021年2月5日，國家航天局發佈了天問一號在距離火星約220萬公里處，獲取的首幅火星圖像。本次成像采用環繞器高分辨率相機的黑白成像模式。
——近火制動，環繞火星成功。2021年2月10日，天問一號探測器實施近火制動，3000N發動機開機工作約15分鐘，探測器順利進入近火點高度約400公里，遠火點高度180000公里，週期約10天，傾角約10度的大橢圓環火軌道，成爲我國第一顆人造火星衛星，實現“繞、着、巡”第一步“繞”的目標，環繞火星獲得成功。
2021年2月12日，國家航天局發佈天問一號制動捕獲過程動態影像，火星大氣層及表面形貌清晰可見。
2021年2月24日，天問一號探測器成功實施第三次近火制動，進入週期2個火星日的火星停泊軌道後，對火星開展全球遥感探測，並對預選着陸區進行詳查，探測分析地形地貌、沙塵天氣等，爲着陸火星做準備。
【踏上火星，感覺良好】
被火星成功捕獲以後，天問一號經過幾個月的養精蓄鋭終於開啓了第二階段任務——“着陸”。火星的北半球多平原，南半球多山地，此次火星軟着陸的地點就選擇在火星北半球烏托邦平原的南部。整個降落過程大致分爲“進入—减速—軟着陸”三步。航天科技集團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後首先藉助火星大氣，進行氣動减速，這個過程它克服瞭高温和姿態偏差，氣動减速完成後天問一號的下降速度也减掉了90%左右。
緊接着天問一號打開降落傘降速，當速度降至100米每秒時，天問一號通過反推發動機進行减速，由大氣减速階段進入動力减速階段。
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後，着陸巡視器在緩衝機構的保護下，扺達位於火星東經109.9°北緯25.1°的着陸點。
總的來説，整個過程天問一號在9分鐘内將約2萬千米每小時的速度降到0。值得一提的是，雖然此前我國已有月表着陸經驗，但是此次天問一號火星軟着陸任務更加艱難。
專家告訴記者，一方面火星表面存在大氣，因此火星比月球表面有更復雜的環境；另一方面火星離地球距離更加遥遠，通信時延達到20分鐘左右，因此整個着陸過程相距遥遠的地表來不及做任何處置，只能靠天問一號自主完成，經歷“生死九分鐘”。
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，天問一號是我國首次火星探測任務，對火星的環境，特别是大氣等參數，我們没有一手數據，所以相當於我們到了一個完全未知的環境，難度和挑戰可想而知。
【着陸火星，使命不凡】
成功着陸後，“繞、着、巡”的串聯任務終於進行到最後一步。首先，着陸器將着陸信息通過環繞器轉發地面，先後完成坡道及太陽翼天綫展開，火星車在第一時間將成功展開的消息傳回地面。一切就緒後，祝融號火星車將自主駛離着陸器，扺達火星表面，開啓新的征程。
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。
除了常規的通訊、能量來源（太陽能帆板）、支撑結構、動力系統等部分外，天問一號整體上携帶了13種科學載荷，其中7個在火星上空的環繞器上，分别是中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達、火星礦物光譜探測儀、火星磁强計、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀。6臺分佈在火星車上，分别是多光譜相機、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、地表形貌特徵、土壤表層結構等研究，將給我國帶來探測火星的一手資料。其中，與氣象有關的研究項目將收集有關温度、氣壓、風速和風向的大氣數據，並研究火星的磁場和重力場，這些也將解答大家的疑惑——火星究竟是什麽樣的氣候。
“天問一號成功着陸火星，成爲我國星際探測征程上具有里程碑意義的重要一步。”我國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋表示，經過六年的科研攻關，發射場百餘天的堅守，以及295天的飛行控制，天問一號實現了一次教科書式的精準着陸，展示了我國深空探測技術的先進能力和集中力量辦大事的制度優勢。
後續，除了火星車要在火星表面進行巡視探測外，天問一號環繞器也將繼續工作。天問一號探測器副總指揮張玉花告訴記者，環繞器將在完成着陸過程的中繼通信任務後，在週期爲兩個火星日的停泊軌道上運行一圈，之後在近火點實施變軌機動，將軌道變爲週期爲三分之一個火星日的中繼軌道，這樣一個火星日内，環繞器可爲火星車提供一次近火點中繼通信和一次遠火點中繼通信，爲後續的巡視探測任務提供信息傳輸服務。
【火神“祝融”，荒野求生】
火星的環境是出了名的惡劣，要想完成使命，火星車首先得存活下來。這就需要祝融號足够强大。
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，這大大增加了探測火星的難度。
如果只是看圖片，火星的地貌似乎與地球上的沙漠戈壁無异。事實上，火星上的風速可達每秒180米，這幾乎是地球上特大臺風風速的三倍還多。狂風會掀起大量的沙塵、石塊，形成特大沙暴，讓祝融號的眼睛蒙塵、翅膀不再靈活。
面對這樣的情况，設計師們使用了一種新材料，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。火星表面還密佈着石塊等障礙物，這就使得火星車的行駛需要更加“小心翼翼”，以免被障礙物卡住造成操作的遲滯。
那麽如何讓火星車的每一步都走得更加穩妥呢？在北京的實驗室中，有一臺一模一樣的火星車。當在火星上遇到復雜的路况時，地球上的火星車將對火星路况進行模擬行駛，確認無誤後才會發出指令。
按照計劃，90個火星日後，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。
在航天科技集團五院總體設計部天問一號探測器副總設計師賈陽的案頭，擺放着一枚精美無比的藍色蝴蝶標本。據賈陽透露，火星車的設計靈感，正是來自這枚蝴蝶——無綫電成了它的複眼，天綫成了它的觸鬚，而火星車的車標，設計靈感也是來自800年前的印章文物。科學和詩意，在這一刻交融、昇華。
全球矚目的祝融號這只“火星蝴蝶”，後續又會給人們帶來什麽意想不到的發現和驚喜呢？請大家一起拭目以待吧！（胡喆 陳席元 徐鵬航）