2020年的火星探測任務，我們準備好了嗎？

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近日，中國首次公開了火星探測器的照片，同時表示目前已經做好了在火星著陸的準備。這一嘗試，之前只有NASA做到過。

這次的火星任務將攜帶軌道衛星，著陸器和火星探測車，並在火星上實施著陸。一次完成「繞」、「落」、「巡」三大任務。

關於這項火星任務，自2016年獲批後，外界所知少之又少。上周，中國航天科技集團（CASC）下屬的西安航天動力研究所發布了一份簡短的報告，報告中透漏出這項任務的太空飛行器動力系統已經通過所有必要的測試。報告中還顯示了上海空間推進研究所目前已經完成了關於火星著陸的懸停、危險規避、減速和著陸階段的動力系統的測試。

最大的障礙---長徵5號

火星任務就不得不提到運載火箭，這次發射任務將會採用長徵5號運載火箭。在飛向火星的過程中，運載火箭需要載重超過5噸重的太空飛行器。

關於長徵5號，這是中國目前最大的運載火箭，2016年完成首次試射，但是在2017年的第二次試射過程中，並沒有按照預定計劃進入軌道。在對火箭發動機進行了兩次的重新的設計之後，長徵5號目前已經蓄勢待發。

2020年的火星任務預計在7月底到8月初，因為這個時間段會形成一條被稱為「Hohmann transfer」的有效路徑，對於地球與火星的相對位置有利，太空飛行器將會在2021年的2月左右抵達火星。

12月下旬，長徵5號預計會完成一顆大型衛星的發射任務，目前長徵5號已經在海南的文昌衛星發射中心進行組裝工作，這次任務將會輔助驗證目前的長徵5號運載火箭已經為接下裡的火星任務做好了準備。

如果長徵5號在12月下旬未能通過後面的考驗，中國則還要等待26個月，才能在2022年底等到下一個「Hohmann transfer」窗口。

著陸

火星的表面引力只有地球的38%，這也大大增加了進入-下降-著陸過程中的複雜性。這次火星任務的團隊中有一部分人參與了2013年嫦娥三號的探月任務，即使如此，此次任務的挑戰依舊艱巨。
由於火星稀薄的大氣層，不足以幫助它進行下降，而且大氣摩擦和壓縮產生的極端熱量對快速移動中的太空飛行器也是不小的威脅。太空飛行器需要具備隔熱罩和複雜的降落系統，同時這些系統需要在正確的時間能夠進行部署和投棄。

當太空飛行器到達火星時，彼時的地球與火星的距離大約為1.5億公裡，如果以光速飛行，大約要花費8分鐘才能抵達，所以對於火星的著陸過程需要高度自動化，2012年NASA的「好奇號」在著陸過程中，當時的NASA團隊稱著陸的這段時間為「恐怖7分鐘」。

所以著陸的這一過程也同樣十分關鍵，2016年歐洲航天局和俄羅斯聯邦航天局的ExoMars計劃，太空飛行器在成功進入火星軌道後，在著陸前發生了失聯，更早的1999年，NASA的火星極地著陸器在進入火星大氣層的前6分鐘發生失聯，最終因為失速過快而發生墜毀。

關於著陸地點，需要提下這次火星探測車上的科學設備與儀器，執行火星任務的探測車重量大約為240Kg，是目前中國月球車重量的兩倍。將會攜帶包括了導航、測繪設備和多光譜攝像機，以及一部探地雷達，一臺類似於「好奇號」上的LIBS的雷射誘導擊穿光譜儀器，一部火星表面磁場探測器和一臺氣象儀。

另外，還有中分辨和高分辨的成像設備，這對設備將會在著陸前的火星軌道上，對即將實施著陸的火星表面區域進行成像。

提到著陸區域，中國最初考慮的著陸區域有兩個，其中一個靠近Viking 1和Pathfinder的著陸地點，另外一個區域位於Isidis Planitia與Elysium Mons西部之間的位置。

根據9月份日內瓦舉行的歐洲行星科學大會-行星科學分部聯席會議上的一份報告，中國目前已經選擇了位於Utopia Planitia附近的兩個區域作為初步選址。其可能著陸的區域為橢圓形，區域大小約為100x40公裡的範圍。

就讓我們一起期待火星即將迎來的中國紅吧~