探測器登陸火星，到底有多難？至今為止人類只成功了18次

中國行星探測任務「天問一號「成功發射升空，將歷經7個月的航行，抵達火星。這將是中國邁出行星探測的重要一步。

火星，這是一顆距離地球最近在1億公裡以內，最遠達4億公裡的暗紅色星球，古代西方以古羅馬神話中的戰神馬爾斯（Mars）為其命名，古代中國人則稱之為「熒惑」。它是離地球最近的行星，我們一直對這個神秘的紅色星球充滿興趣，我們猜想過火星上是否存在生命，甚至計劃過火星移民。在過去，全球發射過45個太空飛行器，想要研究火星表面、地質和氣候，包括軌道衛星、登陸器和漫遊車，但只有18個成功，大約有三分之二的任務在完成前，或剛要開始時，就因為墜毀，或者失去聯繫而失敗。

1964年發射的水手4號，成為人類第一個飛掠火星並傳回火星照片的探測器，它在距離火星1萬公裡的地方拍攝到21幅照片，這些傳回來的照片，充滿了隕石坑，完全就像一個死寂的世界，粉碎了人們對火星文明的幻想，認為火星只是像月球一樣是個布滿隕石坑的死星球。但隨著後面太空飛行器的探索，火星的獨特性、液態水，和可能存在過的生命，又重新引起了人們的興趣。

為什麼成功實現火星登陸如此困難？我們怎麼將一個昂貴的、幾噸重的金屬塊，運送數億公裡，又讓它輕輕地停在另一個星球的表面上？

在火星之前，我們人類登陸過的唯一一個星球就是月球。太空飛行器一發射，我們首先要解決的問題就是，地球的大氣層。穿越大氣層會產生極大的摩擦，進而使得太空飛行器升溫，但是現在已經可以通過隔熱罩解決這個問題了。而且，厚厚的大氣層可以讓降落工作減少不少困難。但月球沒有大氣層，雖然沒有了熱量問題，但同時也意味著降落傘不能工作，我們必須使用復古火箭著陸，在太空飛行器下方發射小火箭，來降低太空飛行器的下降速度。

月球沒有大氣層，但火星有。而且進入火星大氣層的太空探測器的溫度可能會超過2000℃，這個溫度可以融化鐵，甚至是其他的一些金屬。因此，送去火星的太空飛行器需要嚴格的保護，以防被高溫熔化。科學家們給太空飛行器都安裝了一種叫做「氣殼」的特殊太空艙，它的外層充滿了燒蝕材料，它能與火星大氣發生反應，帶走熱量，一旦與火星大氣接觸，燒蝕就會變得很熱，發出紅色的光，但是在太空艙內，溫度要比平常的室溫還要低一點。

火星的大氣比地球薄100倍，這意味著太空飛行器著陸需要用到的降落傘效能降低，而且要低上10倍，假如你可以在火星上跳傘，使用和地球上跳傘相同的設備，在地球上，跳傘者的溜槽會使他們逐漸減速，最後安全降落。但在火星上，即使有降落傘，你仍然會以比地球上快10倍的速度飛速下降，或者我們可以把降落傘變大一點來放慢速度？

NASA就是這樣做的。我們來看2012年成功著陸在火星赤道一帶的蓋爾撞擊坑中的好奇號火星車，它是當時人類最昂貴、最先進、也是最重的火星車。在好奇號漫遊車上，他們使用了超音速降落傘，但即使這樣，也無法完全降低好奇心號的速度，好奇號的重量比一個普通人要重上約13倍，這意味著以相同的速度減速，它需要更大的降落傘，但好奇號的降落傘最大直徑是45米，因此科學家們在好奇號上設計了一種名叫「空中吊車」的解決方案，利用安裝在好奇號上的超音速反衝火箭，在好奇號下降到一定高度時，對著前進方向點火反推，以此來降低下降速度，保證探測器的安全。自此，反衝火箭、超音速降落傘和空中吊車成為火星著陸三大法寶。

有了眾多探測器傳回的數據，如今，我們對火星的認識早已不像從前那樣，只能紙上談兵，從火星的運動、地形地貌、火星環境，從火星的歷史、演化、到現在的狀態，在過去的六十年裡，人類對火星的了解，早已超越數千年來人類對火星認識的全部。

當然，我們對火星的探索並沒有結束，新的火星賽季再次開啟，中國的天問一號、美國的毅力號和機智號、阿聯的希望號都指向火星。

火星曾經有過生命嗎？火星現在還存在生命嗎？這是之前很多探測器登陸火星希望得到的答案，新的火星賽季，又提出了眾多問題：人類何時能採集到火星的樣品並送回地面研究？我們何時能在火星建立火星基地？

這些問題，期待有一天能夠等來答案。

這裡是宇宙天文館，關注我，我們下期再見。