12時41分「天問一號」奔向火星

7月23日，我國首次火星探測任務「天問一號」探測器成功發射。新華社發

長徵五號火箭矗立在發射塔架前，蓄勢待發。

工作人員為長徵五號遙四火箭吊裝整流罩。

王珏

李東

昨日12時41分，長徵五號遙四運載火箭搭載火星探測器順利發射升空，2167秒後，根據北京航天飛行控制中心的實時數據和監視判斷，火星探測器已進入預定軌道，火箭發射成功。這標誌著我國首次火星探測任務「天問一號」探測器的奔火之路正式開啟，北京中心將接過接力棒，全力以赴護送「天問一號」抵達火星。據悉，探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月後，到達火星附近。

文、圖/廣州日報全媒體記者肖歡歡、馮秋瑜 通訊員宋星光、韋琳可、姜哲

現場

激動人心的2167秒

見證「天問一號」奔向火星

昨天12時，北京航天飛行控制中心指揮大廳裡，這個牽引神舟、護送嫦娥的中國航天飛行控制「神經中樞」，見證中國航天的又一個偉大時刻——首次行星探測任務「天問一號」出徵太空。這一次，中國航天的目標是火星。

「10、9、8、7……點火！」12時41分，所有人的目光都聚焦到大屏上，長徵五號遙四運載火箭點火升空，點燃了所有人的興奮與雀躍。

「發現目標！」「遙測正常、跟蹤正常！」來自測控站的報告聲接連傳來，飛控大廳裡的科技人員有的緊盯電腦屏幕，有的根據實時數據緊張測算，各個崗位各司其職。

在大廳的巨幅屏幕上，顯示著實時的任務數據、主要測控站點信息、實景圖像等，根據實時數據模擬的三維動畫也在不斷地動態更新，為現場決策提供參考。

「助推器分離！」

「拋整流罩！」

「火箭一二級分離！」

「器箭分離！」

按照預定時間，各項動作圓滿順利，調度口令一個個傳來，大廳裡一次又一次響起掌聲。

這時，領航「天問一號」的接力棒交到了北京中心手中。在飛控大廳旁的第二指揮廳裡，北京中心總師、軌道專家謝劍鋒正帶領團隊飛快地計算著探測器的入軌參數。這是接力棒的「第一棒」，也是至關重要的一棒。探測器是否入軌成功，這一棒跑得是否順利，都取決於他們的計算結果。大屏上的測站區域不斷閃爍，模擬三維動畫和實景相機拍攝畫面相互切換，所有科技人員都在等待軌道計算結果。

13時17分，探測器準確進入預定軌道。約5分鐘後，總調度劉建剛的聲音再次傳來：「太陽帆板展開，工況正常！」大廳裡掌聲再次響起。

據悉，「天問一號」火星探測器發射入軌後，將要經歷漫長的地火轉移階段才能到達火星的引力影響球。在這一過程中，北京航天飛行控制中心要對探測器進行不間斷測控，牽引其按照預定軌道運行，在多個關鍵時間節點進行軌道控制，保證「天問一號」火星探測器能夠在正確的時間順利被火星捕獲。

今年是火星探測的窗口期，此前曾有多個國家和組織宣布發射火星探測器，但截至目前僅剩美國、阿聯和我國確認繼續實施火星探測任務，再次印證了探火的複雜性和高難度。我國的「天問一號」任務首次發射即要實現「繞、著、巡」，更對飛行控制提出了更高要求。

看點

五個亮點梳理火星探測的「觀賞指南」

據新華社電 世界首次一步實現火星探測「繞、著、巡」，最遠距離達4億公裡如何實現超遠距離深空通信？火星探測器發射後將經歷怎樣的歷程到達火星？記者為您梳理了一份此次火星探測的「觀賞指南」。

世界首次：一步實現「繞、著、巡」

火星上是否存在孕育生命的條件以及火星是地球的過去還是未來？這些問題一直縈繞在科學家心頭，成為火星研究的重大科學問題。

我國首次火星探測任務憑藉火星環繞器和著陸巡視器的超強陣容，可一步實現火星「環繞、著陸、巡視」三個目標，這是其他國家在首次實施火星探測任務時從未實現過的。

相比月球探測，火星探測任務的難度更大。由於火星相對地球距離較為遙遠，對發射、軌道、控制、通信和電源等技術領域都提出很高要求。

中國航天科技集團八院「天問一號」探測器系統副總師兼環繞器總設計師王獻忠介紹，研製團隊不僅攻克了火星制動捕獲、長期自主管理等關鍵技術難點，更實現了地火間的超遠距離測控通信，並將通過環繞探測實現火星全球性、綜合性探測，完成火星表面重點地區高精度、高解析度精細詳查。

臨門一腳：制動捕獲「踩剎車」

火星捕獲是火星探測任務中技術風險最高、最為重要的環節之一，在火星探測器從地球飛向火星的過程中，能夠被火星引力所捕獲的機會只有一次。

在這一制動捕獲過程中，火星環繞器面臨諸多挑戰。由於捕獲時探測器距離地球1.93億公裡，單向通信時延達到10.7分鐘，只能依靠探測器自主執行捕獲策略。此外，在制動過程中，環繞器需要在自身出現突發狀況時自主完成相應處理，最大限度保證火星捕獲成功。

首次火星探測任務新聞發言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤傑介紹，捕獲過程中，火星環繞器需要準確地進行點火制動，如果制動點火時間過長，探測器速度下降過多，探測器就會一頭撞上火星，如果制動點火時間過短，探測器速度過快，就會飛離火星從而無法進入環繞軌道，這對環繞器的自主導航與控制提出了極高要求。

4億公裡：超遠距離深空通信

環火飛行階段，探測器距離地球最遠達4億公裡。為了解決超遠距離通信問題，火星環繞器裝備了測控數傳一體化系統，實現了系統重量輕、通信效率高、通信鏈路可靠的目標。為補償空間衰減，火星環繞器配置了大功率行波管放大器以及大口徑可驅動的定向天線，大幅度提高探測器到地球通信能力。

自主管理：需會思考的「大腦」

通常情況下，環繞器與地面站通信有其空間的特殊性，導致通信中斷（「日凌」）的時間最長可達30天，期間需依靠自身完成長期任務管理，並在出「日凌」後及時調整天線指向，迅速重新與地面建立聯繫。

據悉，在此次火星探測任務的關鍵節點，自主管理同樣需要發揮巨大作用。在火星探測器進行環繞器與著陸巡視器分離時，環繞器需在短時間內完成3次調姿和2次變軌，對姿態及位置測量及控制精度要求非常高。正是依靠自主在軌管理系統，火星環繞器才能夠精準、及時地完成與著陸巡視器的分離。

多樣載荷：給火星拍「中式定妝照」

此次火星環繞器上共搭載7種有效載荷，可對地火轉移空間、火星軌道空間、火星表面及其次表層開展科學探測，獲取行星際射電頻譜數據、火星表面圖像、火星地質構造和地形地貌、火星表層結構和地下水冰分布、火星礦物組成與分布、火星空間磁場環境、近火星空間環境和地火轉移軌道能量粒子特徵及其變化規律。

其中中解析度相機可對火星全球開展地形地貌普查，高解析度相機可對火星重點地區開展局部高解析度地形地貌詳查，將為火星拍下來自中國的「定妝照」。

對話人物

揭秘故事

長五火箭總指揮王珏：

準備600多個預案 首次執行逃逸軌道發射任務

中國航天科技集團一院長徵五號運載火箭總指揮王珏接受本報採訪時表示，這次任務是我國第一次行星探測任務，開啟了我們國家行星探測的新篇章。它也是我國航天事業，從人造衛星、載人航天、探月工程，到擺脫地球引力，走向更遠深空的一個重要裡程碑。

記者：目前火星探測成功率不足50%。對火箭來說，壓力和難度在哪？

王珏：首先是來自確保任務成功的壓力，對於長徵五號來講，它是一個大型低溫運載火箭，它有12臺低溫發動機，6個低溫模塊，它的飛行時序動作是我們國家現有火箭最複雜的，進入到發射程序裡關鍵設備的數量達數百臺，火箭箭上設備數量也是我們國家目前運載火箭最多的。

其次，正因為它系統複雜，加上海南特有的發射環境，及這次任務又在中午，窗口相對於前幾次任務也是最短的，所以要準時在給定的窗口範圍之內發射，必須克服各種不確定因素。我們對此已準備大概有600多個預案。海南的天氣對低溫火箭是「冰火兩重天」的狀態，各系統能否適應這樣一個環境，也是挑戰。

記者:火星探測任務是長徵五號火箭第一次應用發射任務，這個第一次的意義有哪些？

王珏：實際上是我們國家第一次行星探測，從發射軌道來看，之前的發射任務都沒有擺脫地球引力範圍之內的飛行軌道。這次火星探測任務一個很重要的特點就是長徵五號運載火箭要把「天問一號」火星探測器第一次送到擺脫地球重力的逃逸軌道上面去，也就是要徹底地擺脫地球引力，由原來的繞地球運轉變成繞太陽運轉，所以就相當於發射了一個人造的小行星。

記者：是否以前的火箭把衛星送到的是一個地球軌道，它是第一宇宙速度，那麼逃逸軌道會是一個什麼樣的速度呢？

王珏：它要超過第二宇宙速度。實際上對火箭就提出了運載能力要更大，性能要更高的要求。其實也是這次任務的第二個特點,就是這次火星探測任務的發射窗口是非常珍貴的。火星和地球都是繞太陽運轉的行星。兩者的最近距離是5500萬公裡，對於兩個相對運動的物體，真正要找到一個合適的發射窗口是很難得的。那麼現在在適合5500萬公裡的最近距離區域，大概是每26個月一次。火箭研製團隊首次採用了「窄窗口、多軌道」的發射方案，相當於把地球和火星最靠近的這段時間裡的發射方案優化出來了，通過42條軌道的裝訂來覆蓋連續14天、每天30分鐘的發射窗口。

記者：此次任務是長徵五號的首次應用性飛行，這和之前的發射任務有哪些不同？

王珏:一個火箭在研製之初，首次飛行及最初的幾次飛行，往往要安排一些試驗性飛行任務。所以長徵五號的前幾次飛行任務都是飛行試驗任務性質。一旦火箭進入到應用發射階段，那麼就意味著它通過前幾次試驗，對於長徵五號來講，特別是在長徵五號遙二運載火箭失利後，通過全面地再設計、再分析、再試驗工作，通過遙三火箭及五B遙一火箭兩次完美飛行，充分全面地驗證了火箭的技術方案的正確性，系統工作的協調性，可以承擔後續一系列國家重大航天工程的發射任務。

此外，長徵五號目前已明確任務，包括探火任務、探月三期任務和載人空間站任務。後續還有一系列基於東方紅五號大平臺的各類大載荷衛星，都將由長五來發射。

長五火箭總設計師李東：

17年磨一「箭」 「胖五」未來更忙碌

2016年11月3日，長徵五號運載火箭從海南文昌發射中心騰空而起，首飛取得圓滿成功，總設計師李東回憶起漫長的鑄箭歷程，寫下了一首詩歌《巨箭行》。

今年是李東工作的第29年。在這29年裡，有17年他都在做「長五」。從2006年立項，到2016年首飛成功，長五火箭研製歷程長達10年，是中國新一代運載火箭裡，第一個立項，最後一個首飛的型號。

李東說，長五人突破了12大類247項關鍵技術，解決了複雜力熱環境、大質量多幹擾分離等世界性難題，掌握了一批具有自主智慧財產權新技術，使長五火箭重要性能參數成倍提高，95%的新技術佔比更是打破了「一發新火箭上，新技術比例不超過30%」的國際慣例。

2020年年初，長五火箭研製團隊迎面「撞見」新冠肺炎，也正克服萬難履行使命。當時，兩型號火箭相繼失利，兩顆衛星在軌失效。中國航天面臨著「不能再失敗」的嚴峻形勢。如何邁過這道「坎」，是擺在中國航天人面前的重大考驗。在這樣的緊要關頭，李東帶領隊伍來打響了「觸底反彈」第一槍。

失敗了沒時間悲傷

成功了只能高興兩個小時

春節假期還沒結束，長徵五號B火箭首飛任務先頭部隊就逆行踏上了去海南的航班。

為保障長五B火箭首飛成功，地面設備恢復工作增加了地面前後端多個單機設備開蓋檢查，拆裝電纜、連接器等工作，工作量比以往幾次都要大。今年5月5日，長五B火箭首飛成功，有史以來任務周期最長、面臨困難最多、承受壓力最大的一次發射任務取得圓滿成功，長五團隊用實力回擊了一切對於中國航天的質疑。

李東說，這次火星探測器發射任務最大的挑戰就是時間緊。「失敗了，我們沒時間悲傷，成功了也只能高興兩個小時」。這是李東常掛在嘴邊的話。這時，距離長五遙四火箭發射火星探測器，還有兩個多月。那也就意味著，在上次發射後，發射平臺和地面支持系統恢復時間，相比原來的時間進度要壓縮30%以上。

5月的海南，平均氣溫高達32℃，溼度在80%以上，正值「桑拿天」。負責恢復噴水裝置的隊員中暑，在短暫休息和治療後，又返回工作崗位接著幹；負責支撐臂恢復和氫排氧加管路更換的隊員嚴重脫水，靠喝補鹽液堅持；支撐臂主管設計人員突發腎結石，忍著鑽心疼痛堅守崗位，直到完成工作才到醫院就診……他們當中，大部分人自長五B火箭首飛任務開始，就在發射場工作，已經連續奮戰了110多天。

7月23日，長五遙四火箭託舉火星探測器，邁向了5500萬公裡外的探火之路，再次刷新中國深空探測紀錄。這次發射，距離長五B火箭發射僅80天，創造了長五系列火箭高密度發射新紀錄。

「胖五」將在中國航天強國建設中扮演角色

李東昨天向記者介紹說，隨著長徵五號遙四火箭將「天問一號」火星探測器送入地火轉移軌道，長徵五號系列運載火箭已經先後完成了高軌大衛星、載人飛船試驗船及深空探測器三類太空飛行器的發射，成為長徵火箭家族中唯一能勝任三種任務類型的火箭。

站在高起點上出發，長徵五號火箭未來會更加「忙碌」，在多個應用領域都有很強的需求。如，長徵五號火箭將繼續深空探測之旅，在年內發射「嫦娥五號」月球探測器實現對月球樣本的採用返回；長徵五號B火箭將作為空間站建設的「專屬列車」，在未來2~3年時間內相繼完成空間站核心艙和實驗艙的發射；同時，長徵五號系列火箭突出的運載能力，可以以「一箭多星」的形式快速實現衛星「星座」部署。