北京時間2020年7月23日12:41，長征五號遙四運載火箭從海南文昌航天發(fā)射中心一飛沖天，帶著天問一號開啟前往火星的征途。毫無疑問，這是中國航天的里程碑時刻，標志著我國向深空探測邁出重要一步。

值此喜大普奔之際，努力做一份科普，希望能讓大家對天問一號有更全面的認識。

1.螢火一號

首先，要為螢火一號正名?，F在媒體幾乎清一色地將天問一號稱為中國首次火星探測任務，這是不嚴謹且不負責的，難道螢火一號不配擁有姓名?

實際上，螢火一號才是中國第一個火星探測器。螢火一號是一個環(huán)繞火星探測的小型衛(wèi)星，2011年11月搭乘俄羅斯福布斯號采樣返回探測器的順風車發(fā)射升空。遺憾的是，在發(fā)射進入太空后，探測器未能成功變軌，最終墜毀于太平洋。

所以，嚴格來說，將天問一號稱為中國首次火星探測任務實有不妥。都說忘記歷史就等于背叛，螢火一號以及背后辛勤付出的科研人員絕對值得銘記。對于天問一號，歐陽自遠院士提出了一種更恰當的說法——中國首次自主火星探測。

2.天問一號，這是計劃的一部分!

2020年4月24日，在第五個中國航天日線上啟動儀式上，本次火星探測任務名稱和圖像標識正式發(fā)布，天問一號就此名震江湖。

在這組意義深遠的名稱與圖形標識背后，藏著的是更為長遠而宏偉的藍圖——中國行星探測工程。中國航天將中國行星探測工程命名為天問系列，而天問一號只是計劃的一部分。

“天問”出自《楚辭》，來源于中國偉大詩人屈原的長詩，作品對天地、自然和人世等一切事物現象進行想象與發(fā)問，從宇宙之本源，到陰陽之俱化;從天地之構造，到星辰之往亙。以“天問”作為工程名稱，表達了中華民族對真理追求的堅韌與執(zhí)著，體現了對自然和宇宙空間探索的文化傳承，寓意探求科學真理征途漫漫，追求科技不斷創(chuàng)新永無止境。

相應的，中國航天為中國行星探測工程設計了完美的圖形標識，名為攬星九天。

太陽系八大行星依次排開，表達了宇宙的五彩繽紛，呈現了科學發(fā)現的豐富多彩。飽含動感、氣韻流動，開放的橢圓軌道整體傾斜向上，展示了獨特字母“C”的形象，代表了中國行星探測-China，體現著國際合作精神-Cooperation，標志著深空探測進入太空能力-C3。天問一號是中國行星探測工程邁出的第一步，未來還會有更雄心勃勃的計劃，諸如火星采樣返回任務、小行星采樣返回任務、木星探測任務等等。是的，我們的征途是星辰大海!

3.天問一號去火星干什么?

天問一號是一項極具挑戰(zhàn)的任務，計劃一次性完成對火星環(huán)繞、著陸、巡視，即所謂的“繞、落、巡”，然后對火星展開全面而深入的探測。

公開資料顯示，天問一號由一個軌道器和一個著陸器/巡視器組合體組成，重約5噸，共攜帶了13臺科學載荷。其中，軌道器上7臺——中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達、火星礦物光譜探測儀、火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀;巡視器上6臺——多光譜相機、次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀、地形相機。

通過軌道器和巡視器的天地聯動探測，天問一號將致力于完成五大科學目標：

(1)研究火星形貌與地質構造特征。探測火星全球地形地貌特征，獲取典型地區(qū)高精度形貌數據，開展火星地質構造成因和演化研究;

(2)研究火星表面土壤特征與水冰分布。探測火星土壤種類、風化沉積特征和全球分布，搜尋水冰信息，開展火星土壤剖面分層結構研究;

(3)研究火星表面物質組成。識別火星表面巖石類型，探查火星表面次生礦物，開展表面礦物組成分析;

(4)研究火星大氣電離層及表面氣候與環(huán)境特征。探測火星空間環(huán)境及火星表面氣溫、氣壓、風場，開展火星電離層結構和表面天氣季節(jié)性變化規(guī)律研究;

(5)研究火星物理場與內部結構。探測火星磁場特性。開展火星早期地質演化歷史及火星內部質量分布和重力場研究。如果一切順利，天問一號將為促進人類認識火星貢獻一份中國力量。

4.發(fā)射升空，但道阻且長

天問一號發(fā)射升空令人振奮，但需要指出的是，這只是億里長征的第一步。接下來，天問一號將在太空飛行約7個月，預計于2021年2月抵達火星軌道。然后，天問一號需要經歷被火星捕獲、進入環(huán)繞火星軌道、軌道器與著陸器/巡視器分離、著陸器/巡視器著陸火星、巡視器駛下著陸器等重重考驗。

其中，著陸器/巡視器著陸火星是最為兇險的過程，也就是著名的恐怖七分鐘。實際上，恐怖七分鐘是NASA的一種說法，指的是探測器要在大約短短七分鐘之內，經過一系列復雜操作，切入火星大氣，從時速上萬公里緊急剎車，最終平穩(wěn)著陸火星表面。

而且，由于地球與火星相距約5500萬公里-4億公里，兩者之間通訊來回存在數分鐘至數十分鐘的延遲。這意味著在探測器著陸火星過程中，無法進行人為干預，一切只能由探測器按照設置好的程序自主進行。

具體到天問一號，它不是直接切入火星大氣，而是從環(huán)繞火星的橢圓軌道切人，速度會更緩慢一些，整個著陸過程略長于七分鐘，技術難度相對較低，但挑戰(zhàn)依然巨大。天問一號著陸器/巡視器著陸火星的過程大致如下：

(1)氣動減速，將速度從4800米/秒減至460米/秒;

(2)打開降落傘，將速度從460米/秒減至95米/秒;

(3)動力減速，探測器的反推發(fā)動機點火，將速度減至3.6米/秒，在100米高度懸停避障，最后從3-4米出自由落地，依靠著陸緩沖機構吸收勢能，減少沖擊，安全著陸。

按計劃，天問一號的著陸器/巡視器將在抵達火星軌道2-3個月后進行著陸，候選著陸點為火星烏托邦平原。

5.寫在最后

火星是人類成為跨星球物種的最佳選擇，是人類邁向星辰大海的重要踏板。如今的探測不僅是滿足人類的好奇心，還是為未來殖民火星做準備。

值得一提的是，探測火星是一項充滿挑戰(zhàn)的事業(yè)。人類探測火星的歷史已經持續(xù)了近60年，共計發(fā)射了四十幾次火星任務，成功率卻只有一半左右，而登上火星的探測器更是屈指可數。

迄今為止，成功登陸火星并且正常運作的探測器有且僅有8個，它們全部來自美國，分別是海盜1號、海盜2號、旅居者號、勇氣號、機遇號、鳳凰號、好奇號、洞察號。

最后，祝愿天問一號一切順利，早日在火星上留下中國足跡。

標簽： 天問一號