转了三个月降落火星，“天问一号”为何这么慢？难度已突破历史|地球|天问一号|火星|着陆

转了三个月降落火星，“天问一号”为何这么慢？难度已突破历史

今天上午10点40分，祝融号已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。

随着天问一号着落器成功着落于火星乌托邦平原的预选着落区，中国火星探测正式拉开了新的篇章，从去年7月23日成功发射，到时至今日的着落火星，天问一号经历了近一年的漫长旅行终于平稳降落在了火星，这漫长的一年，不仅一直牵动着上亿国人的心，更是对背后科研团队巨大的考验，因为难度太大了。

▲美国“毅力”号火星着落器

截至目前，成功登陆火星的国家只有三个，苏联，美国，中国。数量如此之少，并非是其他国家对于火星探测没有兴趣，真的是难度太大了。以我们国家为例，早在2011年就曾计划进行火星探测，并发射了首个火星着落器“萤火一号”，不过当时受到大型运载火箭限制，我们只能搭载俄罗斯运载火箭，然而最终因俄方故障“萤火一号”未能进入预定轨道，中国首次火星探测任务失败。但此次任务的失败，也凸显了火星探测难度，同时也激发了中国人独立自主的决心，而我们首先需要解决的问题就是大型运载火箭。

▲天问一号发射升空瞬间

相比地月距离，地火之间的距离真可以用十万八千里形容，为此卓落地尺寸也将变大，同时由于火星轨道更高，更远，这其中不仅需要克服地球引力，还需要克服太阳引力的影响，这也导致对运载火箭运载能力要求更大，传统运载火箭已经完全无法满足需求，但这些问题难不倒我们中国人，长征五号B运载火箭的成功研制帮助我们彻底解决了没有运载火箭的难题的。

▲“霍曼转移”轨道

不过，这也只是中国火星探测万里长征第一步，更多难题还在后面。受火星轨道影响，火星距离地球距离一直在变化，跨度5000万-4亿千米，这也导致如果想要用最短时间抵达火星就需要抓住窗口期，但一次窗口期就需要等上至少780天，长达两年，如此一来火星探测团队压力进一步增大，一次等两年，失败就等于从头再来。由于距离限制，着落器无法直达火星，因此只能利用“霍曼转移”的方式不断变换轨道，但在转移过程中可能受到的影响因素太多，像着落器自身偏差，太阳风扰动，太空辐射干扰，都会影响到着落器飞行路线，在深空飞行过程中有一丝一毫的偏差，就会影响到后期入轨，因此这需要着落器在飞行过程中不断调整，并且要非常精准，及时调整才可以，但这一过程多数是依靠着落器自身来完成，这么看还简单吗？

▲天问一号组装

在经历了九九八十一难之后，着落器终于抵达了火星轨道，然而此时距离最终的着陆还有非常漫长过程。由于此前我国对于火星了解极为有限，对于降落地点更是几乎没有影像资料参考，在此情况天问一号开启了为期三个月的对地观测，这一方面可以帮助我们进一步了解火星，同时也是在为后期着落目标进行探查。当然这一过程，由于在轨飞行，因此难度还不算大，而在这一阶段实际上也只完成了火星探测“绕、落、巡”三部分之中第一步，绕。随后就需要进行整个火星探测环节中，难度最大的一环——落。

由于距离地球距离太远，地球信号想要传输到着落器至少需要10分钟以上，这样超延时传输使得地球完全无法操控探测着落，因此着落火星的所有动作都需要依靠天问一号自己完成，据了解在整个过程中探测需要至少完成1000个以上的动作，这就需要天问一号在降落过程中需要及时发现问题，解决问题，因为一个动作出错，就必将导致最终降落的失败，这一技术恐怕放眼全球也没有几个国家具备。

▲天问一号着落过程

相比地球着落，火星大气问题也影响了着落器最终着落，火星大气极为稀薄，这也导致在降落过程中希望依靠大气摩擦减速，几乎难以实现，为此在降落过程中几乎融合了所有减速手段，首先利用气动外罩减速，随后在距离地面11公里处打开降落伞，此时着落器着落速度已经降到了95米/秒，但这仍不足支撑着落器平稳降落，在距离百米左右时，降落伞，启动外罩抛气，反推发动机点火，点火之后着落器速度则降至1.5米/秒，此时速度已经基本可以保证稳定降落。但为了降低对内部设备的影响，着落器还要伸出着陆腿进行缓冲，从而达到平稳降落火星表面。这整个着落过程又被称为“黑暗9分钟”，因为到目前为止有近一半着落器都是在此过程中失败，可见其难度。

当然，我们也要清晰的认识到，在火星探测领域，我们与美国屡次“串门”火星的行家还是有一定的差距，但这种差距随着中国科研人员的努力也在逐渐缩小，对此我们要坚信终究有一天中国航天事业必将站上世界巅峰！