本报记者 王硕

5月15日，“天问一号”火星探测器稳稳降落在火星乌托邦平原南部预选着陆区，在火星上首次留下中国印迹。这标志着我国星际探测征程实现了从地月系到行星际的跨越，是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展。

中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平代表党中央、国务院和中央军委致电祝贺。

自2020年7月23日成功发射，“天问一号”探测器已按预定飞行程序在轨飞行了约295天。精心准备下，“着陆”之战大幕开启。

惊心动魄9分钟

着陆火星是一个异常艰巨的任务。虽然此前我国已有月表着陆经验，但火星着陆有许多不同。

一方面，火星表面存在大气（密度是地球表面大气密度的1%左右），并受季节、夜昼、火星风暴等影响非常不稳定；而且地形复杂，遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物；另一方面，火星离地球距离更加遥远。目前，火星正是远离地球的时候，地火的距离达到了3.18亿公里。这意味着从地球上发射出的无线电信号以光速传播，也要17.7分钟的时间才能抵达火星。因此，只能全权交由探测器自主决定各个动作执行的时机。

“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分，在降落过程中分别执行不同功能。

凌晨1时许，“天问一号”在停泊轨道实施降轨，机动至火星进入轨道。4时许，着陆巡视器与环绕器分离，着陆巡视器运行到距离火星表面125千米高度的进入点，开始进入火星大气。环绕器升轨返回停泊轨道，迅速肩负起对火星表面进行遥感探测的任务。

之后，着陆巡视器经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于预选着陆区。

事实上，从开始踏上进入点那一刻，“天问一号”就迎来了此次探火旅程中最为惊险的“9分钟”。

据航天科技集团五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯介绍，“天问一号”初始速度约每小时近2万千米，需要在9分钟内将至0。

为此，按照设计，在进入火星大气层后，着陆巡视器首先借助火星大气进行气动减速，在这过程中需要克服高温和姿态偏差，大约速度会减掉90%左右。紧接着,“天问一号”打开降落伞进行伞系减速，当速度降至100m/s，再通过反推发动机进行减速。在距离火星表面100米时，进入悬停阶段，完成精避障和缓速下降后，最终在缓冲机构保护下，抵达火星表面。

“这个过程需要融合气动外形、降落伞、发动机、多级减速和着陆反冲等多项技术才能实施软着陆。每个环节都必须确保精准无误，差一秒都可能造成整个任务的失败。”航天科技集团五院“天问一号”探测器总设计师孙泽洲说。

在着陆巡视器飞抵火星的同时，升轨后的环绕器也不是一身轻松。它在遥感探测的同时，承担“中继器”功能，搭建起地球和火星之间的通信桥梁。

在距离地球近3亿公里的轨道上准确指向地球，相当于要在2米开外瞄准绣花针孔，而且要在环绕器自身还在不断飞行状态下，难度可想而知。

五大使命探索火星

成功着陆后，“绕”“着”“巡”的串联任务终于进行到最后一步。

着陆巡视器包括“祝融号”火星车及进入舱。成功着陆后，进入舱和火星车会先后完成坡道及太阳翼天线展开，“祝融号”将在第一时间将成功展开的消息传回地面。一切准备就绪后，“祝融号”将自主驶离进入舱，抵达火星表面，开展巡视探测。

探测火星不仅是工程任务的突破，更是行星科学领域的突破。

除了常规的通信、能源（太阳能帆板）、支撑结构、动力系统等部分外，“天问一号”整体上携带了13种科学载荷，其中7个在火星上空的环绕器上，如高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星能量粒子分析仪等。6台分布在火星车上，如多光谱相机、火星表面成分探测仪、气象测量仪、地形相机等。

据了解，它们共有五大使命，主要涉及火星空间环境、地表形貌特征、土壤表层结构等研究，将给中国带来第一手资料。其中，与气象有关的研究项目将收集有关温度、气压、风速和风向的大气数据，并研究火星的磁场和重力场。

在“红色星球”上荒野求生

火星的环境是出了名的恶劣，要想完成使命，“祝融号”先得活下来。

如果只是看图片，火星的地貌似乎与地球上的沙漠戈壁无异。事实上，火星上的风速可达180米/秒，这几乎是地球上特大台风风速的3倍还多。烈风还会掀起大量的沙尘，石块，形成特大沙暴。

如若遇上沙尘覆盖火星车，则会导致热量传导不足，让光学载荷“蒙尘”，能源供给不足。此前，美国的激励号便是“栽”在了沙尘暴上。

面对这样的情况，设计师采用了新型材料，不易沾上灰尘；即使沾上，也可以通过振动将其抖落。

火星表面还密布着石块等障碍物，这就使得火星车的行驶需要更加小心翼翼。为了让火星车的每步都走得更加稳妥，在航天科技集团五院的实验室中，有一台一模一样的火星车。当遇到复杂路况时，地球上的火星车将对火星路况进行模拟行驶，确认无误后才会发出指令。

按照计划，未来至少3个月内，“祝融号”都将在火星表面执行任务。其后环绕器将进行轨道调整，从而开展环绕科学探测。

让我们期待它们的精彩表演！