火星探測，那些你想了解的小知識

*探火*窗口

火星距離地球的最近距離為5500萬公裡，最遠距離為4億公裡。科學界一般認為，探測火星對研究宇宙演化、物質結構、生命起源等問題有重大價值，從人類未來星際移民前景來看，火星也是太陽系中最值得研究的一顆行星。然而與探測38萬公裡之外的月球相比，火星探測的難度明顯大得多。

由於地球與火星的公轉周期不同，兩個行星大約每兩年「相遇」一次，即地球與火星之間的距離最近，在此期間從地球上發射火星探測器可以縮短抵達火星時間，節省燃料，降低「探火」成本。

*探火*成功率

其實人類對月球和火星的探測幾乎是同步開始的。1959年1月2日，蘇聯成功發射「月球一號」，拉開了人類探月的序幕。1960年10月，蘇聯向火星先後發射了「火星1A」和「火星1B」兩枚探測器（這裡還是要讚嘆一句：蘇聯當時真牛），但與探月任務的開門紅不同，探火任務是出師未捷身先死。「火星1A」發射後，三級火箭點火失敗，僅飛至地面120千米就報廢了；「火星1B」的火星引擎直接爆炸，汙染了整個拜科努爾發射場。

蘇聯在太空的探索搶先一步，其對手美國自然也不甘落後。1969年，美國太空人阿姆斯特朗登月，他的一小步是人類的一大步。與蘇聯一樣，美國的火星探測也是開局不利，1964年，成立不久的美國國家航空航天局發射了「水手三號」火星探測器，當穿過地球大氣層時，探測器的一個保護盾未能推出，造成所以儀器都不能打開，最終第一次火星探測以失敗告終。

數據顯示，自1960年以來，人類共進行了44次火星探測任務，完全成功率約43%。相比而言月球探測的完全成功率約53%，似乎聽起來也不是太高，這是由於統計方式不同，比如對成功和部分成功的理解不同。但我相信大多數人還是和我一樣，認為月球的探測成功率高一點。畢竟從最直觀的距離來判斷，火星到地球的距離遠大於月球到地球的距離。

*探火*難點

火星探測的難點就是遠。火星與地球的最近距離為5500萬公裡，飛行這麼長的距離，對發射、軌道、控制、通信、入軌、著陸都提出了很高要求。

對於火箭，遠距離飛行需要火箭有大的運載能力，高精度的入軌能力以及高可靠性。之前由於沒有大運載能力的火箭，我國沒有能力進行火星探測，現在有了長徵五號火箭，我國的火星探測也將拉開序幕。入軌精度也十分重要，近八個月的飛行，差之毫厘失之千裡。

對於通信控制，5500萬公裡的距離，用無線電通信，單程延時有二十分鐘。同時，距離越遠，信號衰減就越嚴重，因此探測器要裝有高增益、高可靠通信設備，地面要有大直徑的深空探測天線，以保持對探測器的通信控制。

對應著陸系統，火星探測最大的難點是火星著陸。「恐怖七分鐘」說的就是火星探測器的入軌、下降和著陸過程，在七分鐘內，探測器速度從2萬千米每小時降到零。這一過程中每個環節都要準確無誤，關鍵是要探測器自主控制，因為距離太遠，延時太大，人工控制來不及。其難度不亞於「在上海打一個高爾夫球落到太平洋對面舊金山的一個洞裡」。

（螢火一號）

再分享一個小知識點，中國的第一個火星探測器是「螢火一號」，2011年搭載於俄羅斯的「火衛——土壤」星際探測器。但由於該星際探測器發動機出現故障，未能將其送入火星軌道，「螢火一號」也一同宣布探火失敗。