「天問」一詞，源自屈原的長詩《天問》。
在《天問》中，屈原向蒼天發出170多個問題，其中一個長遠和未竟之問是：「天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？」即日月天體如何連屬？眾星列陳究竟如何？
近期，全球迎來「探火季」，我國首次火星探測任務「天問一號」將如何「問天」？讓我們拭目以待。
「登陸火星是一件極為困難的壯舉」，美國有線電視新聞網曾這樣點評火星探測。目前，人類已對火星實施了44次探測任務，其中僅成功了24次。
成功率僅五成的人類歷次火星探測任務中，公認的最大難點是「恐怖7分鐘」。那麼，著陸器著陸到火星表面的短短幾分鐘時間，究竟是怎樣的「驚心動魄」？
7月17日在中國文昌航天發射場拍攝的長徵五號遙四運載火箭。新華社發
前浪
「好奇號」現身說法 「一秒鐘誤差都不能有」
在NASA的火星科學實驗室裡，流傳著這樣一句話：探測器需要安全度過「恐怖7分鐘」，著陸火星地表，才能說計劃成功。
2012年8月4日，在「好奇號」即將飛抵火星時，NASA發布過一個大約五分鐘時長的「預告片」，片名叫做「好奇號的恐怖七分鐘」。
「好奇號」登陸火星的方式，截至當時是前所未有的。從「好奇號」進入火星大氣層，接觸火星大氣的那一刻，探測器從長達36個星期的沉睡中甦醒了過來。由防護罩包裹著的探測器，外形就像是一個陀螺。「陀螺」背殼上的推進器首先點火，讓探測器調整姿態，隔熱罩正對大氣層。進入大氣層後，「陀螺」還會自動根據飛行情況進行調姿。到達距離火星表面11千米的高度時，降落傘打開。
專家解釋，降落傘能幫助探測器在稀薄的火星大氣中減速。到了最後的階段，「陀螺」會釋放出一個帶有反向推進器的會飛的「起重機」，這個起重機吊著「好奇號」，慢慢將它放在火星表面。
據《中國科學報》報導，當「好奇號」探測器於太平洋夏令時2012年8月5日10時31分在火星著陸時，那場面真是太嚇人了。
那是生死攸關的七分鐘。這個3噸重的「大塊頭」在7分鐘的時間內，從子彈般的速度減至平穩降落在火星表面。「速度從每小時13000英裡降到零，完美的次序，完美的編排，完美的時間控制，全都要靠計算機自動完成。」NASA工程師湯姆·裡韋利尼說，所有這一切，都掌握在太空飛行器自身及其50萬行代碼的手中。
中國科學院院士包為民說，「火星探測最大的難點在於『恐怖7分鐘』，這需要融合氣動外形、降落傘、發動機、多級減速和著陸反衝等多項技術才能實施軟著陸。」
怎樣的技術才能成功通關「恐怖7分鐘」，總結起來就是「一秒鐘的誤差都不能有」。歐洲航天局曾經發射了斯基亞帕雷利號火星探測器，僅僅就因為一秒鐘的偏差，整個計劃全部失敗。有人形容，在火星著陸，每個環節都必須精準無誤，其難度不亞於在巴黎打一個高爾夫球要落到東京的一個洞裡。
2019年11月，我國首次火星探測任務著陸器懸停避障試驗在地外天體著陸綜合試驗場完成，此次試驗是我國火星探測任務首次公開亮相，試驗模擬了著陸器在火星環境下懸停、避障、緩速下降的過程。新華社發
軟著陸
目前主要有三種方式，「空中起重機」最複雜也最貴
火星探測器從火星大氣層外緣通過軟著陸的方式降至火星表面，是關係到火星探測是否能夠成功十分關鍵的環節，整個著陸技術十分複雜，每個環節都需要做到萬無一失，否則就會導致著陸失敗。目前探測器在火星上軟著陸的方式主要有三種：
其一是氣囊彈跳式。這種方式相對簡單，成本也低，但是只能滿足小重量探測器軟著陸的要求，著陸精度也不高。已有的代表是「勇氣」號和「機遇」號，採用了降落傘+氣囊彈跳方式。
第二種是反推著陸腿式。這種著陸方式較為複雜，成本高，但是可以滿足重量較大的探測器軟著陸的要求，著陸精度較高。代表是「洞察」號、「獵犬2」號火星著陸器等，採用了降落傘+緩衝發動機+著陸腿的方式。
第三種是空中起重機式。這種方式最為複雜，成本最高，技術也最先進，可滿足重量更大的探測器軟著陸的要求，能夠精確著陸。攜帶「好奇」號火星車的美國「火星科學實驗室」，就採用了降落傘+緩衝發動機+空中起重機的方式。
天問一號未來究竟將以採取哪種方式著陸火星，目前還沒有披露。
中國首次火星探測任務天問一號1:1火星車亮相
探火季
跟探月相比較，火星探測還有哪些難點？
在深空探索領域，火星被稱為「探測器墳場」，其探測難度可想而知。
火星距離地球最遠約4億公裡，最近也要約5600萬公裡，探測器抵達火星需要飛行很長距離，對發射、軌道、控制、通信、電源、入軌、著陸等技術都有很高要求。
在發射方面，火箭的運載能力、入軌精度和可靠性是實現火星探測的重要前提。月球探測器進入地月轉移軌道的速度為10.9千米/秒。而火星探測器要進入地火轉移軌道的速度必須達到至少第二宇宙速度（11.2千米/秒）才行。因此，發射同等質量的月球探測器和火星探測器時，後者必須用推力更大的火箭，使探測器直接進入地火轉移軌道，否則就需要消耗探測器自身燃料和更長的飛行時間加速，這會影響到探測器壽命。
火星探測最大的難點是「恐怖7分鐘」。由於距離遙遠，火星探測器飛抵火星軌道需要260—320天，通信也是個大問題。從地球發送到火星的無線電信號，單程延時為20分鐘左右。同時，由於距離越遠，信號就會越弱，再加上宇宙中的噪聲幹擾，這對信號收發技術是一個非常大的挑戰。
為了應對信號衰減問題，探測器需要裝有高增益、高可靠通信設備，地面也要有直徑很大的深空測控天線，以免探測器因通信故障而「迷失」。
如果前面一切順利，探測器終於在火星上站住腳了，但想要順利開展工作也並非易事。在月球表面工作，月球車需要度過一個長月夜，一個長月夜相當於地球上的14天，溫度最低可達到零下180攝氏度。而火星上溫差沒那麼大，一天也是24小時。但火星上的沙塵暴很大，是地球上12級颱風造成影響的6倍，這些飛沙會覆蓋火星車的太陽能電池板，致使其無法正常工作。歷史上，美國第一代和第二代火星車都是受沙塵暴影響而停止工作的。
這是美國航天局2018年11月26日提供的畫面顯示「洞察」號無人探測器傳回的火星首張照片。新華社發
漫步者
人類「探火」60年，取得了哪些研究成果？
探測火星，了解火星的起源和演化，有助於人類進一步認識地球和太陽系的形成和演化，預測地球的未來變化趨勢。
人類的火星探測起步於1960年，到今年6月底，全球共實施了44次探測火星活動，其中美國21次、蘇聯及後來的俄羅斯19次、日本1次、歐洲2次、印度1次。其中僅成功了24次。所以，探測火星十分不易，主要原因是火星距地球遙遠，環境複雜。
中國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩曾攥文寫下了人類探測火星曆經的兩次高潮:
1960年至1975年，是人類探測火星的第一次高潮。當時，美國和蘇聯共進行了23次發射。這樣的發射任務主要是為了政治目的，在包括火星探測在內的許多航天領域展開了激烈的競爭。
這期間，蘇聯先後發射了多個「火星」系列探測器，但大部分都失敗了。其中「火星」3號著陸艙在火星表面軟著陸，雖然僅發送20秒鐘電視信號，但它是
第一個到達火星表面的探測器；「火星」5號是蘇聯首個進入火星軌道的探測器，並發回火星照片；「火星」6號在著陸過程中對火星大氣進行了短暫的觀測，發回了火星大氣參數。蘇聯還向火星發射了「探測器」2號和「宇宙-419」探測器，但都失敗了。
同一時期，美國向火星發射了6個「水手」系列火星探測器， 成功了4個。其中1964年「水手」4號從離火星約1萬千米的地方掠過，回傳了世界第一張火星表面的照片；「水手」9號於1971年成為世界第一個進入火星軌道的探測器，拍攝了85%的火星表面，並為後來的「海盜」1號、「海盜」2號在火星著陸探測選定了地點。
1975年，美國先後發射了「海盜」1號、「海盜」2號探測器。它們基本都是由軌道艙和著陸艙組成。在進入火星上空時兩者分離，軌道艙繞火星飛行，而著陸艙則在火星表面上軟著陸。「海盜」1號、「海盜」2號是世界第一對通過一次發射完成環繞探測和著陸探測兩種探測方式的火星探測器，獲得了大量有用的科學數據。
20世紀90年代至今是人類探測火星的第二次高潮。這次探測火星高潮與第一次高潮不同，主要是為了科學和工程目的。
美國「洞察」號火星探測器團隊就曾發表過一組論文，展示了「洞察」號登陸火星一年多來的新發現。探測成果顯示，火星是一個充滿「火星震」、塵暴和神奇電磁脈衝的星球。
倫敦大學學院研究人員領銜的國際團隊曾在《地質學》期刊上發表報告說,他們分析美國航天局火星探測器拍攝的高清圖像後發現,火星上一個區域存在不少古老河床痕跡。這顯示數十億年前的火星氣候可能既溫暖又溼潤。
2018年7月，美國《科學》雜誌發表的研究顯示,火星南極冰蓋表面下約1.5千米處存在一個約20千米寬的液態水湖。這一發現，在當時引發了火星是否存在生命的探討。
封面新聞 王萌 綜合新華社、《中國科學報》、《科技日報》、北京日報客戶端等