探火路上要邁過幾道坎兒？

中國首次火星探測任務要一次性實現「環繞」、「著陸」、「巡視探測」三大任務，這在世界航天史上絕無僅有，難度可想而知。

那麼，在奔向火星的圓夢之旅上，「天問一號」究竟面臨哪些難點和風險呢？人民日報經濟社會微信公號記者採訪了航天科技集團五院火星探測器總設計師孫澤洲，一起來盤點一下。

上圖：火星表面。（圖片來源：國家航天局）

第一道難關：任務起點高，技術跨度大

「中國的火星探測任務要一次實現『繞、著、巡』目標，這在世界上從來沒有哪個國家一次同時實現，任務難度非常大。但是，正因為有壓力，才能帶來技術的進步。」孫澤洲說。

截至今年6月底，世界各國舉行了44次火星探測活動，但任務成功概率只有50%左右。由此可見，火星探測任務本身固有的風險非常大。

據航天科技集團五院深空探測專家介紹，此次我國火星探測任務的發射規模非常大；探測器研製中，關聯性異常複雜；首次地外有大氣天體進入面臨諸多技術挑戰，比如在軌道、氣動、防熱、大帆面降落傘等近十個方面，在設計上都要實現新的技術突破和技術跨越。

第二道難關：設計約束新，不確定性大

面對遙遠而未知的星球，「天問一號」奔赴火星的旅程中不可避免要經受新環境的考驗。

就現有我們掌握的資料顯示，火星上大氣、風場、塵暴、火面地形地貌等基礎數據非常少，而且不確定性大，嶄新的行星際空間環境使得原本風險極高的探測任務難度更上一層樓；而最長旅途高達4億公裡的遠距離以及大時延等火星新約束條件，對探測器自主能力要求非常高，對於火星成功進入和著陸、測控通信、火星車能源、熱控、火面移動等一系列設計，以及電子產品的工藝、環境適應性等方方面面帶來巨大挑戰和不確定性。

上圖：「天問一號」探測器動畫演示圖。（圖片來源：國家航天局）

第三道難關：關鍵技術多，攻關難度大

在此次火星探測任務中，關鍵性、唯一性且不可逆的環節非常多，如近火捕獲制動、器器分離、進入/下降/著陸、火星車釋放分離等關鍵技術多。

「我們這次火星探測任務最核心、最難的地方，就是探測器進入火星大氣後氣動外形和降落傘減速的過程，只有一次機會，必須確保成功。」孫澤洲介紹，研製團隊專門設計了全新氣動外形、新型降落傘等，這些關鍵技術攻關難度極大。

第四道難關：驗證任務重，試驗難度大

專家介紹，「天問一號」探測器上有很多新技術是原來衛星或探測器沒有使用或者遇到過的。為了確保探測器的可靠性，研製團隊開展了大量的試驗驗證，除了常規的力、熱等試驗外，還要完成氣動外形，防熱燒蝕，懸停避障、緩速下降及著陸，火星車內場、外場等系統、分系統及單機級專項試驗，驗證任務極其繁重。

據介紹，這些專項試驗不但試驗方法、方案確定難，而且火星環境模擬、試驗實施、試驗結果判定等難度也很大；此外，試驗驗證的充分性、有效性、覆蓋性以及試驗仿真驗證的難度也極大。多重困難疊加並沒有嚇退火星探測研製團隊，設計師們爭分奪秒地開展了大量試驗驗證和各項任務準備工作，為「天問一號」探火之旅鋪平了道路。

上圖：整裝待發的長徵五號運載火箭。（郭文彬 攝）

第五道難關：研製周期緊，進度風險大

我國火星探測起步較晚，所以從任務立項開始，研製團隊就一直在奔跑。2016年初探火任務正式批覆立項；2016年7月，火星探測器研製轉入初樣；2016年底，探測器完成全部關鍵技術攻關和詳細設計……此後，研製團隊一路馬不停蹄，在短短4年多的時間內，完成了從產品研製驗證到待命出廠再到按計劃發射。

專家介紹，全線全程超長工作，這對風險管控提出了極高的要求。火星探測任務屬於我國航天重大工程任務，參研單位多達幾百家，研製團隊發揮全國大協作精神，探測器各系統和全體參研參試人員按照「高質量、高效率、高效益」的要求開展工作，確保了我國首次火星探測任務的順利進行。

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（視頻來源：中國航天科技集團五院）

編輯：趙貝佳、劉毅、孫秀豔

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