金磊 博雯 鱼羊 发自 凹非寺

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

至此，中国成为世界上第二个，成功着陆火星的国家。

央视新闻官方微博对此点评道：

历史一刻！

恐怖9分钟，“天问一号”成功着陆火星

火星大气稀薄，地形复杂，要想着陆于此，风险可谓是极高。

到目前为止，人类进行的火星探测任务，成功率仅为50%。

而大部分失败的原因，均是在着陆阶段。

“恐怖9分钟”，这也是此次“天问一号”着陆巡视器所经历的过程。

据央视新闻报道，第一个“恐怖”，来源于距离。

由于地球和火星距离过于遥远，通讯时延是一个重要的问题。

毕竟着陆需要9分钟，但通讯时延却是它的2倍，达到了18分钟。

也就是说，地面发出一条指令，“天问一号”要在18分钟后才能收到。

航天科技集团五院相关负责人表示：

整个过程是全自主、不可逆的，而且地面是无法干预的。

需由探测器自主进行决策。

第二个恐怖之处，是整个着陆过程极其复杂、环环相扣。

换言之，任何一个环节出了问题就会导致着陆的失败。

因此，第一个需要解决的问题，就是得让高速飞行的“天问一号”减速。

而这个减速过程，大致分为三步：

气动减速

降落伞减速

动力减速

气动减速阶段，是从“天问一号”着陆巡视器进入火星大气层开始。

这时候的着陆巡视器被包裹在进入舱内，飞行速度达到了4.8公里/秒，需要用火星大气的阻力来进行减速。

但也正如刚才提到的，火星大气密度稀薄，只有地球1/100，减速效果可想而知。

而通过与火星大气的摩擦，可以让进入舱的速度降到460米/秒左右。

接下来的一个阶段，降落伞从进入舱的背部弹出，进入降落伞减速阶段。

虽然经过第一阶段的减速，但进入舱仍旧处于超音速状态，因此如何让降落伞打开，还要保持一个稳定的状态，成了另外一个恐怖的点：

降落伞受到前体的尾流影响非常之大，会产生比较剧烈的震荡（喘震），因此对降落伞的气动性能、稳定性能、强度有要较高的要求。

当“天问一号”的速度降至每秒95米/秒的时候，降落伞的使命也随即完成。

而后，便进入了动力减速的阶段。

此时，进入舱的大底和降落伞先后被抛掉，着陆巡视器的大推力发动机开始工作。

随着与火星地表距离越来越近，巡视器会先进入一个“悬停”阶段，快速激光三维成像、自主寻找安全着陆地点。

最后，选择好着陆地点后，着陆巡视器经过着陆缓冲，四条着陆腿便稳稳降落在了火星。

央视对此点评道：

整个着陆过程时间短暂、流程复杂，天问一号正是经受住了每一个挑战，实现了着陆火星任务的圆满成功。

据了解，“祝融号”火星车预计将在火星表面工作约三个月。

而天问一号环绕器将为火星表面探测和地球的通信担当中继卫星、传送信号。

等到火星车工作计划结束后，环绕器还将进行长达两年的深度探测工作。

我国火星探测任务经历

其实，我国早在2011年11月就往火星送出了第一个火星探测器，萤火一号。

只不过当时囿于深空通讯能力和火星探测经验，加之经费有限，萤火一号是搭了俄罗斯的便车，跟着福波斯·土壤号(Phobos-Ground)一起发射的。

但最终在第二次变轨时失败，两个组合共13吨的大家伙最后连个渣渣都没找到……

2016年1月11日，首次火星探测任务被正式批复。

同年4月22日，国家航天局宣布中国火星探任务正式立项，并提出了主要目标为实现绕火探测和着陆巡视。

并且，由于火星每26个月才接近地球一次，所以火星探测器的发射窗口有限。最终，发射希望被放到了2020年。

2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为天问系列，首次火星任务被命名为天问一号。

而到了同年的7月23日，长征五号遥四运载火箭托举着“天问一号”探测器，在海南岛的中国文昌航天发射场点火，于12时41分成功升空。

这一刻，身在中国的地球人们奔走相告，喜不自胜：

时间来到了2021年，在经历了面向全网的征名之后，4月24日，中国首辆火星车命名为祝融号。

终于，到了今天，5月15日，我们这位被天天问是否正在赶往火星的路上的靓仔，终于到达了它的目的地。

人类探测火星的意义

火星作为太阳系中最接近地球的行星，一直以来承载了地球人对星辰大海的无限畅想。

目前，人类已经对火星实施了47次探测任务。

比如今年2月，美国的毅力号就成功着陆火星，并且在之后设置了首个火星机场——莱特兄弟机场。

所以人类探索火星的目的何在？

从国际上看，近20年，美国国家航空航天局（NASA）对火星探测确定的科学目标有4个：

确定火星上是否存在生命；

了解火星气候的过程和历史；

了解火星作为一个地质系统的起源和演化；

为载人探索做准备。

实际上，对火星的探索，也是人类对地球演化历史的进一步追寻。

另一方面，中国科学院院士欧阳自远还曾如此表达对人类与火星未来的畅想：

我们要将火星这颗红色星球，改造为绿色星球，最后变成蓝色星球。

参考链接：

[1]https://tv.cctv.com/live/cctv13/

[2]https://www.cas.cn/kx/kpwz/202007/t20200724_4754093.shtml