「天問一號」發射為何難度大？1分鐘回顧人類火星探測史

7月23日12時41分，咱們中國的首次完全自主火星探測器「天問一號」發射成功，開創了中國人火星探測的歷史。

但是，長徵五號運載火箭攜帶著「天問一號」要經歷7個月之久的太空之旅，才能最終在2021年2月份將探測器送入火星軌道，並於4月完成最困難的火星著陸任務。

所以，火箭發射成功只是完成了火星探測任務的第一步，是否能夠取得圓滿成功就得看來年2月份了。

長徵5號

不過，火星探測不同於月球探測，因為地球與火星的距離遠遠大於日月距離，超長距離導致的信號延遲對探測器的著陸影響巨大。這也就意味著，探測器依靠地球控制臺來接收指令是不現實的，而是要依靠著陸環境自主完成超過2000個著陸操作。

火星探測的難度我就不詳細展開了，這篇文章我只聊一聊人類火星探測的歷史，也許從這個以失敗貫穿主線的歷史中，你能深刻的感受到火星探測的難度有多大！

天問一號

蘇聯率先吹響火星探測的號角

冷戰時期，隨著蘇聯和美國的科技爭霸領域無限延伸，深空探索成為了兩國共同的目標指向，這就拉開了人類對火星探測的序幕。

在火星探測領域，蘇聯首先吹響了號角。

1960年10月10日，蘇聯發射了人類歷史上第一個火星探測器。不幸的是，它還未進入地球軌道就宣告任務失敗了。

1960年10月14日，蘇聯再次發射第二個探測器，也遭遇了失敗。

1962年10月24日，前蘇聯的第三枚火星探測器升空了，然而這次它也是僅僅到達了環繞地球軌道而已。

1962年11月1日，前蘇聯向火星發射了火星1號，這枚探測器成功進入了前往火星的軌道，然而當1963年3月21日它飛行到距離地球1.06億千米的距離時，卻與地面永遠失去了通信聯繫，這次發射也是宣告失敗。

1963年3月24日，前蘇聯的又一枚探測器升空，這枚探測器同樣面臨著失敗的命運，僅僅到達環繞地球軌道，此後火箭未能再次成功點火，兩個月後墮入地球大氣層燒毀。

1964年11月30日，前蘇聯再次向火星發射了探測器，它雖然最終到達了火星附近，但是卻沒有能夠向地球發回任何數據。

1969年，前蘇聯再次向火星發射了兩枚探測器，然而這次甚至比此前的情況更加糟糕，第一枚探測器在發射後7分鐘因發動機故障發生爆炸，而另一枚探測器發射後不到1分鐘就墜向了地面。

1971年，前蘇聯發射火星3號探測器，最終成功進入火星軌道。火星3號的著陸器，人類歷史上第一個到達火星表面的裝置，但是其也只是正常工作了14秒，甚至連一張照片都沒有發回來。

火星3號

1973年，前蘇聯連續向火星發射了火星4號、火星5號、火星6號、火星7號四枚探測器，但是都沒有完成它們的探測任務。

1988年7月7日和1988年7月12日，前蘇聯繼續發射福波斯1號和福波斯2號探測器升空，然而儘管相隔15年之久，這兩顆探測器依然沒能逃脫失敗的命運。

1996年12月16日，俄羅斯發射了火星96號探測器，探測器進入地球軌道後未能成功點火進入前往火星的軌道，不久後在墜入太平洋而宣告失敗。

所以，截止到目前為止，最能代表俄羅斯火星探測水平的仍然是1971年的火星3號，這屬實有些尷尬。

美國不甘落後，實現彎道超車

對於蘇聯率先發起了火星探測的號角，美國自然也不甘落後。

美國航天局緊隨蘇聯步伐，在1964年發射了第一個火星探測器——水手3號，但遺憾的是也未能成功進入軌道，任務宣告失敗。

但是，美國在找到故障問題後於同年發射了第二個火星探測器——水手4號，成功實現了抵達火星軌道並實現「飛掠」。

水手4號

水手4號回傳了第一張火星表面的照片，並且是第一張從除了地球以外另外一個行星上拍的照片。

同時，這張充滿了隕石坑、死寂世界的照片， 震驚了科學界。

無論如何，水手4號的成功飛掠是人類對火星探測的第一次成功經歷。

有了這一次的經歷，美國接下來的火星探測任務似乎找到了訣竅。

20世紀70年代，美國國家航空航天局的水手系列末期任務——水手9號成功進入火星軌道。

1976年9月，海盜1號的著陸器成功登陸火星，並且成功傳回了火星表面的照片。

海盜系列實現了對火星的第一次成功軟著陸，這是人類對火星探測的裡程碑。

1996年，美國探路者號探測器成功進入火星軌道，它連續工作了10年之久。

探路者號

2001年4月7日，美國發射了火星奧德賽探測器——用於了解火星表層構成和輻射環境；

2003年7月7日，美國發射了機遇號和勇氣號火星車——用於收集火星氣象及土壤信息，該火星車發現了火星上的第一個隕石；

勇氣號

2007年8月，從美國佛羅裡達州卡納維拉爾角發射「鳳凰號」火星車車，實施為期90天的探測任務，對火星尚未探測過的北極地區展開勘測；

鳳凰號

2011年11月，美國發射了「好奇號」火星車——它是世界上第一輛採用核動力驅動的火星車，其使命是探尋火星上的生命元素。

好奇號

憑藉這些探測器，美國幾乎實現了對火星的立體勘察，發現了火星存在季節性液態水以及遠古海洋環境的證據，揭開了火星大氣的消失之謎。

歐洲起步較晚，頗有成果

歐洲在火星深空探測上起步較晚。

2003年，歐洲航天局發射火星快車探測器搭載獵兔犬二號探測器，獵兔犬二號探測器成功登陸火星，但隨後失去聯繫。

獵兔犬二號

2004年1月23日，歐洲航天局宣布，「火星快車」探測器發現火星南極存在冰凍水，這是人類首次直接在火星表面發現水。

2007年2月25日，歐洲航天局的「羅塞塔」彗星探測器靠近火星飛行，順利完成利用火星引力調整飛行速度和軌道的任務。

目前，火星快車號已繞火星轉達5000多次，傳回了大量的資料和地表影像，也為火星探測做出了巨大的貢獻。

火星快車號

火星探測新秀——印度

說來你們可能不信，世界上唯一一個首次火星任務就成功的國家是三哥，這實在是火星探測的新秀。

印度於2013年成功發射了火星探測器，創造了一個尷尬的紀錄，即史上最便宜的火星計劃（費用為7500萬美元），投資額還不及一部好萊塢大片。

印度火星探測器

印度火星探測器在火星橢圓軌道上運轉，只有在近火點才能收集到實驗數據，但依然是第一個首次成功的火星探測器

中國成為火星探測競賽中美國的最強選手

在接下來的10年內，火星探索進度最快的仍是美國。美國「毅力號」將計劃在火星上軟著陸，同時把火星土壤樣本帶回地球。

如果成功，可算是一次無人火星返回任務，這將為2030年載人登陸火星並返回積累經驗。

但是，7月23日中國首次完全自主火星探測器「天問一號」發射成功，並將在一次發射中完成「繞、落、巡」三個任務，中國的這一宏偉願望一旦成功，將極大的縮短與美國的差距。

從火星探測的歷史來看，人類目前已對火星實施了55次探測任務（美國、蘇聯、日本、歐洲），其中僅成功了24次，成功率僅43%。

而在這55次探測任務中，全部做到了「繞落巡」三個目標的國家只有一個，那就是美國。

中國能否成為火星探測競賽中的最強選手，就看2021年2月21日能否成功變軌進入停泊軌道，以及能否在4月著陸火星了。

未來值得期待！

我是科學驛站，華中科技大學物理學博士，同時也是一名熱愛科學、熱愛分享的科普答主，同時也是頭條科學領域優質創作者，如果我的文章有幫助到你，歡迎點讚和關注哦~