火星、「胖五」、三個目標：「天問一號」升空背後的故事

人類與火星的距離又近一步。

據新華社報導，7月23日12時41分，長徵五號遙四運載火箭託舉著我國首次火星探測任務「天問一號」探測器，在中國文昌航天發射場點火升空。

此次火星探測是我國行星探測階段的首次任務，根據計劃，將通過一次發射任務，實現對火星的「環繞、著陸、巡視」三個目標。如果完成任務，這將是全世界首次在一次任務中完成三個目標。

在「天問一號」探測器發射升空以後，將在地火轉移軌道飛行約7個月後，到達火星附近，通過「剎車」完成火星捕獲，進入環火軌道，並擇機開展著陸、巡視等任務，進行火星科學探測。

意義為何？

呈現橙紅色的火星在中文中又有「熒惑」的名稱。火星上雖然大氣稀薄，不過作為離地球較近且環境最相似的星球，是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。如今，國際火星探測已取得了豐富成果，發現了曾經有水、甚至現在還存在水的若干證據。

人類對於火星的探測活動其實早在1961年就開始了。截至目前，人類已對火星實施了40多次探測任務，成功率不到50%。相比月球探測，火星探測任務的難度更大。

根據國家航天局官網介紹的信息，我國首次火星探測任務於2016年1月經黨中央、國務院批准立項，由國家航天局組織實施，具體由工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控、地面應用等五大系統組成。

首次火星探測任務的科學目標，主要是實現對火星形貌與地質構造特徵、火星表面土壤特徵與水冰分布、火星表面物質組成、火星大氣電離層及表面氣候與環境特徵、火星物理場與內部結構等研究。

火星車長啥樣？

就在昨天（22日），中國火星探測工程正式對外發布「中國首次火星探測任務天問一號1∶1著陸平臺和火星車」。火星車將承載火星表面巡視探測等重要使命。

根據22日公布的信息，火星車1:1的實物高度是1米85，重量達到240公斤左右。火星車上搭載了6種有效載荷，包括地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀、表面磁場探測儀、氣象測量儀，為完成火星表面巡視探測科學任務提供了保證。同時，為了適應火星地表的特殊環境，火星車還具備環境感知、障礙識別、局部路徑規劃及多輪運動協調控制等功能。

中國首次火星探測任務工程副總指揮、探月與航天工程中心主任劉繼忠對央視記者表示，火星車在火星上依靠太陽能來獲得能源，它的設計壽命為3個火星月，相當於約92個地球日。期間，火星車將對火星的地質、環境、氣象等進行探測，人們可直觀地了解火星和地球環境的異同。

由於本次探測任務將一次發射完成火星環繞、著陸和巡視三項任務，所以，我國的火星探測器是由環繞器、著陸器和巡視器（火星車）組成，重量達到5噸左右。要將這種「重量級」探測器直接送入地火轉移軌道，離不開 「胖五」 ——長徵五號運載火箭，「胖五」也是目前我國研製的起飛重量和運載能力最大的大型運載火箭。這是長徵五號系列運載火箭首次應用性發射，也是我國運載火箭首次執行地球-火星轉移軌道發射任務。

為啥扎堆在7月前後？

不只是我國，今年夏天，多個國家都選擇「去火星」。

7月20日，阿聯首個火星探測器「希望」號升空。美國航天局的「毅力」號火星車計最新計劃將於7月30日發射升空，並帶上首架火星直升機「機智」號一同前往火星，尋找可能在火星上存在過的生命跡象，為「人類登陸和探索火星」探路等。

扎堆在7月，也是由於恰逢「火星發射窗口期」。

由於地球和火星的運行規律，火星距離地球的最遠距離為4億公裡，最近距離為5500萬公裡，兩個行星大約每兩年「相遇」一次。在這個窗口期，從地球上發射火星探測器可以縮短耗時，節省燃料，降低「探火」成本。1996年以來，幾乎每個發射窗口都有火星探測器發射。今年的7月至8月恰逢兩年一次的「火星發射窗口期」，錯過之後就只能再等2年。