“天問一號”，啟程“探火”

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7月23日，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器在中國文昌航天發射場啟程。隨著長征五號遙四火箭的點火升空，我國拉開了向更遙遠的深空探測的序幕。我國將通過一次發射，實現“繞、著、巡”三大任務，這在世界航天史上尚屬首次。

我國首次火星探測任務“天問一號”正式啟航，“天問一號”探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月后，到達火星附近，通過“剎車”完成火星捕獲，進入環火軌道，並擇機開展著陸、巡視等任務，進行火星科學探測。

為什麼去火星

最近20多年以來，幾乎每一個發射窗口都有火星探測器發射。今年7月，就有3個國家計劃實施火星探測任務。人們為什麼對火星情有獨鐘？

中國首次火星探測任務新聞發言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤杰表示，火星一直是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。以往的探測發現了存在水的証據，火星上是否存在孕育生命條件以及火星是地球的過去還是地球的未來，成為火星研究重大科學問題。研究火星對認識地球演變具有非常重要的比較意義。

國家航天局探月與航天工程中心深空探測總體部部長耿言介紹，太陽系共有八大行星，火星的自然條件與地球最為類似。

從工程實踐來看，火星探測相對於其他的行星探測也更容易實現。再從任務周期來看，金星、火星作為地球的鄰居，飛行時間大約需要6—10個月。而木星則需要飛行7年，水星也需要花費數年時間。

最難的環節是什麼

中國首次火星探測任務總設計師張榮橋此前接受記者採訪時表示，火星探測工程的最大特點，是距離遠、環境新。

“火星離地球最遠4億公裡，從地面上發送一種指令，探測器要在23分鐘后才能執行，這就給我們的測量、控制帶來了新的難題。”張榮橋說，第二個挑戰是環境新。“航天器設計的邏輯是先了解要去的環境，通過各種技術、手段、措施來保障航天器適應這個環境，但深空探測的特點是要去一個尚不確知的環境。盡管我們已成功實現月球的軟著陸，但火星和月球的環境截然不同，給探測器的設計帶來很大難度。”

專家介紹，火星探測的關鍵環節非常多，發射段、捕獲段、兩器分離、著陸過程中氣動減速等等，每一個環節都面臨各種挑戰。其中最為關鍵和核心之處，就是探測器進入火星大氣后的著陸過程。由於地球與火星距離遙遠，整個過程無法由地面實時控制，必須依靠探測器自主完成。這一過程被人們形容為“黑色7分鐘”。

據介紹，著陸器進入火星大氣層的速度高達18000千米/小時。超高速摩擦將會產生高溫，經歷了上千攝氏度高溫的考驗后，降落傘將幫助火星車進行減速。隨后火星車將開啟全自動駕駛模式，自主完成減速、懸停，避開火星表面復雜地形后，緩緩降落至火星表面。

航天科技集團五院火星探測器總設計師孫澤洲說，此次我國火星探測任務起點高，技術跨度大，探測器研制中關聯性異常復雜。“這次任務最核心、最難的地方，就是探測器進入火星大氣后氣動外形和降落傘減速的過程，隻有一次機會，必須確保成功”。

火星車著陸后干什麼

探測器分為環繞器和著陸巡視器。劉彤杰介紹，著陸巡視器將在火星烏托邦平原南部預定區域實施軟著陸。“到達火星不是目的，盡可能獲得有效科學探測數據才是目標。”據介紹，圍繞火星環繞的環繞器搭載了7台科學儀器，火星車則攜帶了6台載荷。

對於環繞器與著陸器將開展的探測工作，專家做了形象的歸納：照相，去了之后總要看看火星長啥樣，傳回火星圖像﹔測物質，火星表面有什麼物質，構成成分是什麼﹔測環境，攜帶的這類儀器數量最多，探測火星的磁場環境、離子與中性粒子、高能離子等情況﹔看內部，盡管只是探測淺層的地質結構，也是大家關注的焦點，火星地下的分層結構如何，到底有沒有水冰的存在等﹔看氣象，火星上的溫度變化到底怎麼樣，可以測風、測溫、測氣壓，還能聽聽火星上的聲音什麼樣。

張榮橋表示，我國首次火星探測任務2016年正式立項，經業界專家分析研判，最后提出一步實現“繞、著、巡”的工程目標。“這樣的目標對我們來講有難度，但是大家努努力、踮踮腳、伸伸手還是有可能實現的。通過這次任務的實施，在火星使命牽引下的新一輪創新，對實現航天技術領域新跨越、推動我國由航天大國走向航天強國意義重大。”

深空探測下一步怎麼走

專家分析，探月工程的經驗，以及大推力運載火箭、超1億公裡測控等技術的突破，都為火星探測任務奠定了堅實基礎。

值得一提的是，長五遙四運載火箭的整流罩上都噴涂了與我國開展航天國際合作的國家和國際組織航天機構的標識。國家航天局局長張克儉對此表示，火星探測作為開放性的科學探索平台，包括港澳地區高校在內的全國多地研究機構積極參與了研制過程，我國也與歐空局、法國、奧地利、阿根廷等國家和組織開展了多項合作。國家航天局已經與40多個國家簽署了100多份合作協議。張克儉說，“國家航天局願意與發達國家、航天大國進行合作，也願意和一些發展中國家合作。中國願意與其他國家共享航天技術，促進全球的合作和發展。”

火星探索的起步，代表了中國在深空探索領域已確定了下一個方向，中國的行星探測形成了整體概念。

據透露，“天問”系列探測任務還將繼續，我國計劃在2030年開展第二次火星探測任務，也會繼續推動小行星探測和木星、土星等更遠星球的探測工程。

國家航天局探月與航天工程中心主任劉繼忠描繪了深空探測的未來：“除了行星探測，深空探測還包括月球探測和太陽探測。今年，我國將發射嫦娥五號進行月面採樣返回，這是我國探月工程三期的收官之戰，后續還將探測月球南極，已規劃嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號等任務，未來也期待與國際同行合作，建立月球科研站。同時，對太陽的探測也會採取多種方式進行。”

《 人民日報 》（ 2020年07月24日 07 版）