2021年5月15日，在經(jīng)歷了296天的太空之旅后，天問(wèn)一號(hào)成功降落在火星北半球的烏托邦平原南部。

圖片來(lái)源：中國(guó)航天

對(duì)于火星探測(cè)，你是不是還有很多問(wèn)號(hào)？

從歷史到現(xiàn)實(shí)，從技術(shù)難點(diǎn)到解決方案，在這篇文章里，我們將向你詳細(xì)述說(shuō)人類(lèi)探索火星的故事。

Part.1

歷史篇

為什么要探測(cè)火星

仰望蒼穹，漫漫宇宙中，我們是否孤獨(dú)？是否在另一個(gè)星球上，也存在著和我們相似的生物和文明？

眾多星球中，火星是備受關(guān)注的一顆。它是太陽(yáng)系中從內(nèi)往外第四顆行星，地球的鄰居，與地球非常相似，直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的11%，火星日的長(zhǎng)度與地球相當(dāng)，而火星年的長(zhǎng)度約為地球年的2倍。不少專(zhuān)家認(rèn)為，火星曾經(jīng)可能具有和地球相似的環(huán)境。因此開(kāi)展火星探測(cè)和研究，不僅有助于探究火星，也有助于借此探究地球的過(guò)去和未來(lái)，為人類(lèi)尋找可能的未來(lái)家園。

太陽(yáng)系（圖片來(lái)源：veer圖庫(kù)）

人類(lèi)對(duì)火星的認(rèn)識(shí)

火星，看起來(lái)偏紅，熒光像火；它看起來(lái)的亮度經(jīng)常發(fā)生變化；而且火星在天空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，甚至?xí)嫘校钊穗y以捉摸，古書(shū)上稱(chēng)之為“熒惑星”。

望遠(yuǎn)鏡發(fā)明后，第一個(gè)使用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)星空的伽利略看到了火星，像一個(gè)小紅點(diǎn)。隨著望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展，人們可以分辨火星的一些細(xì)節(jié)特征。1877年，意大利天文學(xué)家斯基亞帕雷利發(fā)現(xiàn)火星地表從暗區(qū)延伸出許多線(xiàn)條，他稱(chēng)之為“水道”，后來(lái)被翻譯成英文中的“運(yùn)河”。1894年，一位富有的波士頓商人洛厄爾對(duì)“火星運(yùn)河”很癡迷，他使用60厘米口徑的望遠(yuǎn)鏡探索火星，認(rèn)為自己在火星上也看到了運(yùn)河，并深信不疑。1908年，他出版了一本書(shū)《生命的棲居地——火星》。他在書(shū)中提出，在遙遠(yuǎn)的過(guò)去，火星上曾出現(xiàn)智慧生命，由此創(chuàng)建了一個(gè)科幻小說(shuō)寫(xiě)作的新流派。

1938年的萬(wàn)圣節(jié)，一位美國(guó)喜劇演員奧爾森?威爾斯利用電臺(tái)，將科幻小說(shuō)中的一些情節(jié)，以緊急通告的方式發(fā)布——火星人已經(jīng)攻擊美國(guó)，在新澤西就有目擊者。這可嚇壞了幾百萬(wàn)的美國(guó)人。

直到20世紀(jì)50年代，人們對(duì)火星人的恐懼才得以消停。人們對(duì)火星有了更多的科學(xué)認(rèn)識(shí)，這些認(rèn)識(shí)表明火星不可能存在地球生命，因?yàn)槟抢锾涮稍?。但是，火星和地球之間的相似之處如此有趣，很難排除火星上有其它形式生命存在的可能性。

那時(shí)，科學(xué)家和工程師們想要知道火星上是否有生命或者人類(lèi)是否可以抵達(dá)火星，但技術(shù)上存在障礙。1957年，蘇聯(lián)發(fā)射成功首顆人造衛(wèi)星，震驚了全世界，打開(kāi)了太空探索的前沿。

借由火星探測(cè)器，我們知道了，火星上擁有太陽(yáng)系最大最長(zhǎng)的峽谷之一——水手峽谷，橫跨大半個(gè)火星，長(zhǎng)約4000千米，深達(dá)7千米?；鹦菗碛刑?yáng)系最高的山峰——奧林帕斯火山，高度超過(guò)2萬(wàn)米，是地球上最高山峰珠穆朗瑪峰的海拔高度的3倍多；我們對(duì)火星地表成分也有更多了解，找到了火星上水的痕跡。

Part.2

技術(shù)篇

如何去往火星？

如何去往火星呢？先讓我們回顧下如何離開(kāi)地球。這件事就要從1665年的倫敦大瘟疫說(shuō)起了：那時(shí)劍橋三一學(xué)院的牛頓在鄉(xiāng)下自我隔離。傳說(shuō)中有一天牛頓在蘋(píng)果樹(shù)下思考時(shí)被一顆蘋(píng)果砸中了腦袋，接著聯(lián)想到月亮從沒(méi)掉下來(lái)過(guò)，由此發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律。筆者一直很好奇這個(gè)傳言的細(xì)節(jié)，而且高度懷疑牛頓被砸的那一刻可能只想著要把蘋(píng)果有多遠(yuǎn)扔多遠(yuǎn)，有圖為證！

牛頓大炮（圖片來(lái)源：《自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理》）

我們都知道扔蘋(píng)果的時(shí)候，用力越大，出手速度越快，蘋(píng)果就扔得越遠(yuǎn)，但它早晚會(huì)掉到地上。那我們?nèi)拥迷儆昧c(diǎn)，速度再快點(diǎn)呢？顯然，它可以被扔得很遠(yuǎn)。理想假設(shè)下，只要出發(fā)速度夠快，從北極扔到南極也未必不可能！如果我們?cè)儆昧c(diǎn)呢？蘋(píng)果就可以飛躍南極，甚至回到北極，回到我們出手的那個(gè)位置，接著再來(lái)“億”遍。于是我們知道了，當(dāng)蘋(píng)果被扔出的速度超過(guò)某個(gè)速度時(shí)，它不再掉回地球，而環(huán)繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)。這個(gè)速度被科學(xué)家們稱(chēng)之為“第一宇宙速度”（環(huán)繞速度），在地球上是7.9 千米/秒。月球繞著地球做高速圓周運(yùn)動(dòng)，這正是月亮不會(huì)掉下來(lái)的主要原因。

要離開(kāi)地球的話(huà)，第一宇宙速度還不夠，我們需要再加速，加速到第二宇宙速度（逃逸速度）約11.2 千米/秒。這時(shí)候才可以離開(kāi)地球，那么需要付出的代價(jià)是什么呢？以阿波羅計(jì)劃為例，運(yùn)載火箭土星五號(hào)的全重是3000噸，僅能運(yùn)送45~48噸的飛船到地月轉(zhuǎn)移軌道，值得一提的是它在燃燒第一級(jí)時(shí)，每秒鐘就燒掉13噸燃料，足夠一輛家用小汽車(chē)?yán)@地球四圈。

離開(kāi)地球之后就可以踏上前往火星的道路了嗎？還差點(diǎn)。

事實(shí)證明有個(gè)好的路線(xiàn)規(guī)劃是能省很多燃料。1925年，沃爾特·霍曼博士就提出了利用太陽(yáng)引力的霍曼轉(zhuǎn)移軌道，這條線(xiàn)路最省能源。

飛行器從地球到火星沿霍曼軌道運(yùn)行示意圖（圖片來(lái)源：作者提供）

他的思路是在地球軌道和火星軌道之間找到一條環(huán)繞太陽(yáng)的橢圓路線(xiàn)。這個(gè)橢圓與地球軌道外切，同時(shí)與火星軌道內(nèi)切。以出發(fā)時(shí)的地球?yàn)榻拯c(diǎn)，相對(duì)于太陽(yáng)的速度最大，達(dá)到32.7千米/秒，以到達(dá)時(shí)的火星為遠(yuǎn)日點(diǎn)，相對(duì)于太陽(yáng)的速度最小，只有21.5千米/秒。全過(guò)程只需要做兩次加速，一次離開(kāi)地球軌道，進(jìn)入霍曼轉(zhuǎn)移軌道，另一次離開(kāi)霍曼轉(zhuǎn)移軌道，進(jìn)入火星軌道，需要從21.5千米/秒，加速到火星的公轉(zhuǎn)速度24.5千米/秒。

不用做太多加速看起來(lái)很省燃料，但也真的很花時(shí)間。由于各探測(cè)窗口不同，各探測(cè)器使用的火箭性能和飛行方案不同，最終探測(cè)器的飛行距離達(dá)4到7億千米，要飛行6到11個(gè)月不等。實(shí)際情況也很復(fù)雜，中間需要做很多的計(jì)算，只有大型專(zhuān)業(yè)的航天機(jī)構(gòu)才能完成。

對(duì)此，《下一站火星》中有這樣一個(gè)比喻：

“這有點(diǎn)類(lèi)似讓一個(gè)人在滑翔機(jī)上（運(yùn)動(dòng)速度較快的地球）扔（發(fā)射）一粒小石子（探測(cè)器），在提前很遠(yuǎn)的地方（發(fā)射窗口），中間有風(fēng)和空氣影響（恒星和行星等各種引力源）， 準(zhǔn)確穿過(guò)地面一輛左右前后運(yùn)動(dòng)（火星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道傾角不同，有大偏心率）的小汽車(chē)（運(yùn)動(dòng)速度較慢的火星）天窗（引力影響范圍，希爾球）后，再掉到司機(jī)的水杯里（環(huán)繞火星軌道）。即便不考慮著陸，探測(cè)火星的難度已經(jīng)可想而知。”

飛行的時(shí)間長(zhǎng)是一個(gè)方面，另一方面等待離開(kāi)地球進(jìn)入霍曼轉(zhuǎn)移軌道的時(shí)機(jī)，也就是發(fā)射窗口，也很漫長(zhǎng)。按霍曼的要求，這一時(shí)間窗口約每26個(gè)月才會(huì)出現(xiàn)一次，如果錯(cuò)過(guò)了就又是一次漫長(zhǎng)的等待。

Part.3

難點(diǎn)篇

火星探測(cè)很難，為什么？

火星探測(cè)任務(wù)一般可分為環(huán)繞、著陸和巡視三類(lèi)。環(huán)繞任務(wù)，即發(fā)射環(huán)繞火星運(yùn)行的探測(cè)器，例如歐空局火星快車(chē)號(hào)、NASA的火星勘察軌道器；著陸任務(wù)則是使探測(cè)器著陸到火星上去，例如美國(guó)宇航局的鳳凰號(hào)、洞察號(hào)探測(cè)器；巡視任務(wù)即能夠在火星上進(jìn)行巡視勘探的火星車(chē)，例如美國(guó)宇航局的旅居者號(hào)、勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)和好奇號(hào)火星車(chē)。

1960年，前蘇聯(lián)向火星發(fā)射了火星1A號(hào)探測(cè)器，它是人類(lèi)探測(cè)火星的開(kāi)端。1964年，美國(guó)成功發(fā)射水手4號(hào)火星探測(cè)器，它是歷史上首個(gè)成功到達(dá)火星的探測(cè)器。從1960年的火星1A 號(hào)到2018年“洞察號(hào)”，人類(lèi)共進(jìn)行了40多次火星探測(cè)任務(wù)，包括了環(huán)繞、著陸、巡視任務(wù)，其中成功的任務(wù)僅占到約一半。那么，火星探測(cè)為什么這么難呢？

難點(diǎn)1——探測(cè)器發(fā)射窗口少

月球探測(cè)每年都有窗口期；火星距離地球非常遙遠(yuǎn)，每隔約26個(gè)月才有一次“火星探測(cè)窗口”，因此一旦錯(cuò)過(guò)窗口期，就只能再等兩年。

難點(diǎn)2——測(cè)控和數(shù)傳面臨的困難大

放風(fēng)箏的時(shí)候，風(fēng)箏飛得再高，還有一根線(xiàn)在手中，那么，在飛向火星的漫漫長(zhǎng)路上，探測(cè)器和地面之間也有“一根線(xiàn)”嗎？

有的，這就是測(cè)控和數(shù)傳。

測(cè)控和數(shù)傳指的是地面測(cè)控站與探測(cè)器保持通訊，即利用地面測(cè)控系統(tǒng)對(duì)探測(cè)器進(jìn)行定軌定位，利用地面臺(tái)站向探測(cè)器發(fā)送遙控指令，接收探測(cè)器的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)。

深空測(cè)控通信的難點(diǎn)可以概括為信號(hào)空間衰減大、信號(hào)傳輸時(shí)延長(zhǎng)、信號(hào)傳播環(huán)境復(fù)雜以及高精度導(dǎo)航困難[2]。

難點(diǎn)2.1 信號(hào)空間衰減大，接收信號(hào)弱

深空探測(cè)器的測(cè)控通信需要面臨距離遙遠(yuǎn)帶來(lái)的一系列問(wèn)題，探測(cè)器測(cè)控通信通常采用無(wú)線(xiàn)電信號(hào)進(jìn)行信息傳輸，而無(wú)線(xiàn)電波以光速向外輻射，強(qiáng)度按照傳播距離的平方衰減，故距離信號(hào)的發(fā)射源越遠(yuǎn)，強(qiáng)度越低[2]。

火星探測(cè)器和地球之間的距離非常遙遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)達(dá)到4億千米，是地月距離的1000倍。探測(cè)器發(fā)射的信號(hào)，通過(guò)遙遠(yuǎn)的距離傳輸?shù)降厍蛏系臅r(shí)候，信號(hào)強(qiáng)度已經(jīng)嚴(yán)重衰減，通常采用更大口徑的天線(xiàn)來(lái)接受微弱的信號(hào)。

難點(diǎn)2.2 信號(hào)傳輸時(shí)延長(zhǎng)

月球探測(cè)的單程通信為1.3秒左右，基本上可以達(dá)到實(shí)時(shí)通信。而火星探測(cè)的最遠(yuǎn)單程通信時(shí)間為22分鐘，地面人員不能及時(shí)對(duì)探測(cè)器進(jìn)行控制，因此對(duì)探測(cè)器的自主控制提出了更高的要求。尤其是在降落火星時(shí)，僅僅7分鐘之后探測(cè)器就將從環(huán)繞軌道降落到火星表面，測(cè)控人員根本來(lái)不及對(duì)探測(cè)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷從而進(jìn)行修正，只能依靠探測(cè)器自身的控制判斷來(lái)進(jìn)行著陸。

難點(diǎn)2.3 任務(wù)環(huán)境復(fù)雜

火星探測(cè)器距離遙遠(yuǎn)，無(wú)線(xiàn)電信號(hào)既要穿過(guò)地球的對(duì)流層和電離層，還要穿過(guò)火星的大氣層，以及變化復(fù)雜的太陽(yáng)等離子區(qū)，信號(hào)傳播環(huán)境十分復(fù)雜。

難點(diǎn)2.4 高精度導(dǎo)航困難

火星探測(cè)器的軌道復(fù)雜、距離遙遠(yuǎn)、觀測(cè)時(shí)間段不能連續(xù)覆蓋，造成了探測(cè)器導(dǎo)航困難。探測(cè)器的巡航段、近火捕獲以及火星著陸需要超高精度的導(dǎo)航技術(shù)，如果導(dǎo)航精度不高，探測(cè)器將有可能失聯(lián)，或是在近火段與火星擦肩而過(guò)、進(jìn)入火星大氣燒毀或者直接撞到火星上去。

難點(diǎn)3——抵達(dá)火星難、著陸火星難

由于人類(lèi)目前的運(yùn)載火箭能力有限，不能運(yùn)送太大的探測(cè)器到火星，所以探測(cè)火星的目標(biāo)之一就是消耗最少的燃料，盡可能將更大質(zhì)量的探測(cè)器送往火星。借助“霍曼轉(zhuǎn)移軌道”，就可以使探測(cè)器從地球飛往火星消耗最少的能量。

由于火星距離遙遠(yuǎn)，在探測(cè)器的數(shù)月飛行過(guò)程中，會(huì)受到太陽(yáng)系內(nèi)多個(gè)天體的擾動(dòng)，還有太陽(yáng)風(fēng)、空間輻射等復(fù)雜的影響，需要考慮的因素更多?；鹦蔷嚯x地球最遠(yuǎn)為4億千米，需要更高的軌道設(shè)計(jì)要求，軌道偏差一點(diǎn)，到了4億千米都會(huì)被放大很多。

探測(cè)器抵達(dá)火星附近之后，需要被火星引力捕獲才能環(huán)繞火星運(yùn)行。而火星質(zhì)量小、引力影響范圍小，所以探測(cè)器在進(jìn)行近火制動(dòng)之后需要準(zhǔn)確進(jìn)入環(huán)火軌道，稍有偏差就有可能與火星擦肩而過(guò)或是在火星大氣中焚毀。

登陸火星是最難的。目前，美國(guó)、俄羅斯、歐空局進(jìn)行過(guò)火星著陸，但是只有美國(guó)和中國(guó)完全成功過(guò)。即使是登陸月球，目前也只有美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)成功過(guò)。

火星探測(cè)器進(jìn)入大氣層、下降和著陸段是火星探測(cè)中難度最大、風(fēng)險(xiǎn)最高的飛行階段，需要探測(cè)器在短時(shí)間內(nèi)完成高度氣動(dòng)減速、降落傘展開(kāi)等機(jī)動(dòng)動(dòng)作。這個(gè)階段的主要難點(diǎn)有：氣動(dòng)飛行減速難、火星表面避障難以及飛行驗(yàn)證困難[8]。

以近些年來(lái)的火星登陸任務(wù)為例，歐洲空間局（ESA）和俄羅斯聯(lián)邦太空總署（Roscosmos）合作的斯基亞帕雷利EDM登陸器，計(jì)劃于2016年10月19日登陸火星，但是由于登陸器與火星高速碰撞，導(dǎo)致任務(wù)失敗。又比如，作為歐洲航天局2003年火星快車(chē)號(hào)任務(wù)的一部分，小獵犬2號(hào)著陸器在從火星快車(chē)號(hào)上釋放出來(lái)后的第六天，進(jìn)入火星大氣層時(shí)失去所有聯(lián)系。后來(lái)經(jīng)過(guò)確認(rèn)，著陸器成功登陸火星表面，但是因故未能完成部署開(kāi)始運(yùn)作。

火星探測(cè)器著陸地點(diǎn)（圖片來(lái)源：NASA）

火星探測(cè)器登陸對(duì)于減速要求更高?；鹦翘綔y(cè)器的信號(hào)從火星傳到地球需要幾十分鐘，而探測(cè)器從運(yùn)行軌道著陸到火星只需要7分鐘，因此地面人員無(wú)法干預(yù)探測(cè)器的著陸過(guò)程，完全依靠探測(cè)器自身來(lái)控制選擇。

探測(cè)器的著陸過(guò)程對(duì)探測(cè)器防熱措施，降落傘、氣囊或是緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)能否按程序工作，都至關(guān)重要。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，都將導(dǎo)致著陸失敗。因此，必須精確控制探測(cè)器的各個(gè)程序，需要經(jīng)歷所謂的“恐怖7分鐘”，才能成功軟著陸。

目前探測(cè)器登陸火星的方式主要有三種：分別是腿式緩沖、氣囊緩沖和空中吊車(chē)。美國(guó)的海盜號(hào)和鳳凰號(hào)以及洞察號(hào)探測(cè)器均采用腿式緩沖的方式。勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)則是采用氣囊緩沖的方式，氣囊著陸適用于小型火星車(chē)，大一點(diǎn)的火星車(chē)就需要使用反沖發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行著陸。好奇號(hào)火星探測(cè)器由于質(zhì)量非常大，只能采用最先進(jìn)的空中吊車(chē)方式進(jìn)行著陸。

好奇號(hào)火星車(chē)空中吊車(chē)（圖片來(lái)源：NASA）

Part.4

技術(shù)篇

VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)

火星探測(cè)器的跟蹤和測(cè)定軌，目前主要采用基于地面無(wú)線(xiàn)電測(cè)量的測(cè)距、測(cè)速和甚長(zhǎng)基線(xiàn)干涉（VLBI）測(cè)角三種手段[3]。

VLBI對(duì)探測(cè)器在垂直于視線(xiàn)方向上的位置變化有很高靈敏度,與視線(xiàn)方向具有高靈敏度的測(cè)距、測(cè)速形成互補(bǔ)，是火星探測(cè)器測(cè)定軌的必要手段，特別是在地火轉(zhuǎn)移段、近火制動(dòng)段等測(cè)定軌難度較大的測(cè)控弧段的優(yōu)勢(shì)更為明顯[1]。

探測(cè)器進(jìn)入近火制動(dòng)段時(shí)，地火距離一般達(dá)到數(shù)億千米，與月球探測(cè)器被捕獲時(shí)的38萬(wàn)千米相比，距離增加了數(shù)倍。比如，VLBI時(shí)延測(cè)量誤差1納秒（0.3米），在3000千米的基線(xiàn)長(zhǎng)度上，對(duì)數(shù)億千米遠(yuǎn)的火星探測(cè)器在垂直于視線(xiàn)方向上的單點(diǎn)測(cè)軌誤差約為幾十千米，遠(yuǎn)大于視線(xiàn)方向的測(cè)距誤差。VLBI時(shí)延測(cè)量精度的提高是火星探測(cè)器測(cè)定軌精度提高的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

為了提高VLBI時(shí)延測(cè)量精度，火星探測(cè)時(shí)一般差分單程定位（Delta Differential One-way Ranging; Delta-DOR）技術(shù)進(jìn)行測(cè)控。測(cè)距、測(cè)速技術(shù)的目的是測(cè)量目標(biāo)的視向距離和速度，而Delta-DOR技術(shù)則是測(cè)量目標(biāo)的橫向位置。1998年 “火星氣候軌道器”的失敗清楚的表明了Delta-DOR技術(shù)對(duì)于深空探測(cè)器跟蹤測(cè)軌的重要性。由于未使用VLBI技術(shù)，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)切平面誤差增大的致命缺陷，最終任務(wù)失敗。因此如果測(cè)控技術(shù)不是很成熟的話(huà)，探測(cè)火星的風(fēng)險(xiǎn)很大。

在“嫦娥三號(hào)”等任務(wù)中，利用由上海站、北京站、昆明站和烏魯木齊站以及位于上海天文臺(tái)的VLBI數(shù)據(jù)處理中心組成的VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)，和差分單程定位技術(shù)，將VLBI時(shí)延測(cè)量誤差降至1納秒以下。結(jié)合測(cè)速和測(cè)距數(shù)據(jù)，著陸器月面測(cè)定位和環(huán)月段的測(cè)定軌誤差約50米，地月轉(zhuǎn)移段和近月制動(dòng)段的測(cè)定軌誤差參數(shù)100米[1]。

差分單程定位型技術(shù)適合于單個(gè)探測(cè)器測(cè)定軌，而同波束VLBI技術(shù)則適用于多個(gè)探測(cè)器的精密測(cè)定軌。所謂同波束干涉測(cè)量技術(shù)（Same Beam Interferometry, SBI），即用射電望遠(yuǎn)鏡的主波束同時(shí)接收兩個(gè)（或多個(gè)）探測(cè)器發(fā)送的信標(biāo)，得到兩個(gè)（或多個(gè)）探測(cè)器信標(biāo)的相關(guān)相位，并在探測(cè)器間進(jìn)行差分，由于信號(hào)傳播路徑基本相同，因此通過(guò)差分可以有效削弱信號(hào)傳播路徑上的大氣、電離層以及設(shè)備等引起的誤差，從而得到高精度的探測(cè)器相對(duì)定軌定位結(jié)果[3]。

Part.5

“天問(wèn)一號(hào)”篇

火星探測(cè)項(xiàng)目是中國(guó)繼載人航天工程、嫦娥工程之后又一個(gè)重大空間探索項(xiàng)目，也是我國(guó)首次開(kāi)展的地外行星空間環(huán)境探測(cè)活動(dòng)。

2016年1月，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)正式得到國(guó)家批準(zhǔn)立項(xiàng)。

2020年7月，我國(guó)進(jìn)行首次自主火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”。

“天問(wèn)一號(hào)”由我國(guó)目前最大運(yùn)力的長(zhǎng)征五號(hào)火箭進(jìn)行發(fā)射。“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器將一次性實(shí)現(xiàn)環(huán)繞、著陸和巡視任務(wù)，分別由環(huán)繞器、著陸巡視器來(lái)完成。環(huán)繞器運(yùn)行在環(huán)繞火星的軌道上，既可以自主進(jìn)行全球性、綜合性的環(huán)繞探測(cè)任務(wù)，也可以進(jìn)行中繼通信；著陸機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)攜帶巡視器安全著陸到火星上去，巡視器負(fù)責(zé)在火星表面進(jìn)行區(qū)域巡視探測(cè)。

長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭（圖片來(lái)源：中國(guó)航天科技集團(tuán)）

寫(xiě)在最后

北京時(shí)間7月20日，中國(guó)火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”在海南文昌發(fā)射基地發(fā)射升空，正式拉開(kāi)我國(guó)行星探測(cè)的大幕。

2021年5月15日，“天問(wèn)一號(hào)”成功著陸火星，中國(guó)成為繼美國(guó)之外第二個(gè)掌握火星著陸巡視技術(shù)的國(guó)家，同時(shí)也是世界上首個(gè)探索火星便完成軟著陸任務(wù)的國(guó)家。

火星探測(cè)器飛行效果圖（圖片來(lái)源：國(guó)家航天局）

“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)，名字取自屈原長(zhǎng)詩(shī)《天問(wèn)》，任重道遠(yuǎn)，意義重大，雖難度極大，但中華民族充滿(mǎn)信心，也做好了充足的科技準(zhǔn)備，它承載著中華民族乃至全世界對(duì)真理追求的堅(jiān)韌和執(zhí)著。

參考文獻(xiàn):

[1]劉慶會(huì). 火星探測(cè)VLBI測(cè)定軌技術(shù). 2018.深空探測(cè)學(xué)報(bào). 5, 5.

[2]吳偉仁. 深空測(cè)控通信系統(tǒng)工程與技術(shù).

[3]劉慶會(huì). 同波束VLBI技術(shù)在深空探測(cè)器測(cè)定軌中的應(yīng)用. 遙測(cè)遙控.

出品：科普中國(guó)

制作：中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)（SHAO）天之文科傳團(tuán)隊(duì)（吳徳 左文文 狄逸煥）

監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

（本文中標(biāo)明來(lái)源的圖片已獲得授權(quán)）

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