「天問一號」火星探測器成功發功成功也僅是探測計劃的第一步！
2020-07-25 細說科技火星距離地球最近的時候大概是5500萬公裡，最遠則超過4億公裡！而月球距離地球僅為38萬公裡左右。距離方面的差距完全不是同一個級別的。更何況是一步到位，直接發射能夠攜帶火星車的火星探測器！
「天問一號」火星探測器
那麼發射火星探測器的主要難點在哪裡呢？
第一，距離超遠，最近也要飛行5500萬公裡。這就需要強大的深空測控網絡！很多人誇印度率先發射火星探測器。實際上印度發射的這顆火星探測器難度完全不是一個等級的。印度本國不具備深空測控能力，全程測控都是由美國提供服務。至於探測器本身，也是找歐美國家定製各種核心零部件，然後自己組裝。說白了也就是一個勞民傷財的形象工程而已。
我國則沒有印度這麼好的國際環境。上世紀末，所有發達國家聯合制定了「瓦森納」技術管控協議，稍微有點技術含量的零部件和設備，歐美都不允許賣給我國。所以，我國的深空探測全部是靠自己建設的！而我國敢發射能夠攜帶火星車的火星探測器，也說明我國的深空探測系統至少能夠完成4億公裡的深空信號收發！
「天問一號」深空測控設備之一
第二，需要推力強大的火箭，否則無法將重量達到5噸的「天問一號」火星探測器送入火星轉移軌道。
為了實現繞、落一步到位，我國發射的「天問一號」探測器重量達到5噸左右，由環繞器（也叫軌道器）、著陸器和巡視器（又叫火星車）組成，需要由長徵五號運載火箭將「天問一號」加速到11.2公裡/秒，送入地火轉移軌道，才能「飛奔」至火星。目前我國也僅有長徵五號大型運載火箭有足夠能力將這麼重的火星探測器發射進入火星轉移軌道。「天問一號」僅火星軌道飛行器重量就達3175公斤。它將釋放著陸器直接在火星表面著陸，並在火星表面釋放重達240kg的火星巡視器，重量僅次於美國的第三代火星車。可以說「天問一號」在技術層面上是一顆十分先進的火星探測器。
「天問一號」組成示意圖
2014年印度發射的曼加裡安號火星探測器，受制於自身火箭運載能力不足，探測器全重僅1.35噸，其中燃料重量就達到852公斤，設備有效載荷只有15公斤，而且軌道調整和通訊定位都是外包給美國NASA。只能在火星軌道拍幾張照片，發回地球，用處不大，象徵意義大於實際意義。
長徵五號大型運載火箭
第三，即使發射成功將「天問一號」加速到11.2公裡/秒，也僅是「萬裡長徵第一步」而已。
「天問一號」飛向火星的過程中需要不斷微調軌道，儘可能以精準角度靠近火星，然後實施制動，最終讓火星引力捕獲它！這期間需要克服深空通訊難題，深空測控難題，非常考驗我國的深空通訊和測控技術。
在成功進入火星軌道以後，還要對火星表面進行大致摸底，將數據發回測控中心分析，在確定火星表面天氣適合著陸的情況下，才會在適當時期讓「天問一號」釋放著陸器，實施精準降落，由於信號延遲達到7-8分鐘，整個降落過程只能由著陸器攜帶的控制系統自主降落。
「天問一號」著陸器降落示意圖
即使成功降落至火星表面，也要保持姿態正確，否則也無法釋放巡視器。實際上火星和地球一樣，也有風暴沙塵！就算巡視器成功在火星表面運行，也要面對火星惡劣的氣候，巨大的溫差變化。火星巡視器成功降落以後，還要將天線對準地球方向，並展開太陽能電池板獲取電能。除了這些這些主要步驟不能出錯，還有很多其他方面的技術問題也不能出錯。只要有一步出錯，火星探測任務就宣告失敗。
正是因為火星探測需要面臨的技術難題太多了，因此，即使是成功發射環繞火星飛行的探測器，成功率也僅有42%左右，若再將降落火星的著陸器和巡視器計算在內，則成功率更加慘不忍睹。因此，「天問一號」此行就好比唐僧去西天取經，不僅路途遙遠，而且需要面對各種各樣的難題。能否最終「取得真經」尚未可知。在此衷心祝福「天問一號」一路順風！
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