「天問一號」探測器成功發射，我國首次火星探測任務啟航

7月23日，長徵五號遙四運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空，實施我國首次火星探測任務（「天問一號」任務）。

「天問一號」火星探測器飛行距離最遠4億公裡，於明年2月左右抵達火星附近

探測器重量接近5噸，由環繞器、著陸器和巡視器組成

環繞器上攜帶了7臺科學探測儀器，火星車上攜帶了6臺科學探測儀器

本報訊（記者 張航）昨天12時41分，我國在文昌航天發射場用長徵五號遙四運載火箭成功發射首次火星探測任務「天問一號」探測器。火箭成功將探測器送入預定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了我國行星探測第一步。據了解，「天問一號」探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月後，到達火星附近，通過「剎車」完成火星捕獲，進入環火軌道，並擇機開展著陸、巡視等任務，進行火星科學探測。

國家航天局介紹，首次火星探測任務於2016年1月經批准立項，由國家航天局組織實施，具體由工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控、地面應用等五大系統組成。首次火星探測任務的工程目標有兩部分，第一，突破火星制動捕獲、進入/下降/著陸、長期自主管理、遠距離測控通信、火星表面巡視等關鍵技術，實現火星環繞探測和巡視探測，獲取火星探測科學數據，實現我國在深空探測領域的技術跨越；第二，建立獨立自主的深空探測工程體系，包括設計、製造、試驗、飛行任務實施、科學研究、工程管理以及人才隊伍，推動我國深空探測活動可持續發展。

首次火星探測任務的科學目標，主要是實現對火星形貌與地質構造特徵、火星表面土壤特徵與水冰分布、火星表面物質組成、火星大氣電離層及表面氣候與環境特徵、火星物理場與內部結構等研究。

國家航天局中國首次火星探測任務新聞發言人劉彤傑在接受採訪時表示，「天問一號」任務火星探測器的環繞器上攜帶了7臺科學探測儀器，火星車上攜帶了6臺科學探測儀器，將對火星表面形貌、磁場還有氣候進行初步的探測。劉彤傑表示，探測器明年2月份左右到達火星時，不會直接降落火星表面，而是會進行將近兩個半月的環繞飛行，對著陸區進行初步探查，在氣候條件好的時候再實施著陸。因為火星北半球平原相對更多一些，所以「天問一號」任務火星探測器選擇落在北半球的烏託邦平原。

火星是離太陽第四近的行星，與地球鄰近且環境最為相似，是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。國際火星探測已取得了豐富成果，發現了火星上曾經有水、甚至現在還存在水的若干證據，極大激發了人們在火星尋找生命的熱情，也成為當前國際深空探測的熱點。受天體運行規律約束，火星探測窗口每26個月一次，並且窗口時間較短。1996年以來，幾乎每個發射窗口都有火星探測器發射，今年更是迎來了多國齊聚火星發射窗口，共同奔赴火星，開啟深空探測的新高潮。

從地球到火星最遙遠的距離大約4億公裡，通信時延長達20多分鐘，加上火星稀薄的大氣、複雜的地形，給探測帶來了極大的困難。據航天科技集團五院深空探測領域專家介紹，國際上對於火星的探測，起步於20世紀60年代，截至今年6月底國際上共發射了44個火星探測器，但任務成功概率只有50%左右。

首次火星探測·火箭

「胖五」助「天問」精準追星

本報記者 張航 通訊員 姜哲

昨天12時41分，震耳欲聾的轟鳴中，長徵五號遙四運載火箭發射升空，成功將我國首次火星探測任務「天問一號」火星探測器送入預定軌道。這是長徵五號系列運載火箭的第五次發射任務，也是首次執行應用性發射任務。「胖五」用最快速度、精準「追星」等強勁能力，送「天問一號」奔向火星。

飛出最快速度

每秒超11.2千米

長徵五號系列火箭由中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製。有關負責人介紹，長徵五號運載火箭是我國新一代大推力液體運載火箭，採用「兩級半」構型，火箭芯級直徑為5米，捆綁四個直徑3.35米的助推器，全部採用液氫、液氧、煤油等無毒無汙染推進劑；火箭全長近57米，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸，地球同步轉移軌道運載能力可達14噸，是目前我國運載能力最大的火箭。因為體型比其他長徵火箭更加寬大，長徵五號運載火箭也被親切地稱呼為「胖五」。

根據發射任務要求，長徵五號遙四火箭將託舉「天問一號」任務火星探測器加速到超過每秒11.2千米，之後完成分離，直接將探測器送入地火轉移軌道，開啟「天問一號」奔向火星的徵途。

當太空飛行器的速度達到每秒11.2千米的第二宇宙速度時，就可以完全擺脫地球引力，去往太陽系內的其他行星或者小行星。「此次發射火星探測器，是長徵五號火箭第一次達到並超過第二宇宙速度，飛出了我國運載火箭的最快速度。」長徵五號火箭總設計師李東說。

「胖五」正式「服役」

發射近5噸最重探測器

此前，長徵五號遙三火箭以及長徵五號B遙一火箭發射是試驗性質，主要任務在於考核火箭總體及各分系統設計方案的正確性和協調性、驗證火箭技術狀態和可靠性。

長徵五號遙三火箭和長徵五號B遙一火箭連續發射成功，標誌著長徵五號火箭關鍵技術瓶頸已經完全攻克，火箭各系統的正確性、協調性得到了充分驗證，火箭可靠性水平進一步提升。「此次執行應用性發射任務，意味著長徵五號火箭正式開始『服役』，進入工程應用階段。」長徵五號火箭總指揮王珏說，長徵五號火箭已經具備執行國家重大航天工程任務的能力和條件。

此次發射也開創了我國深空探測器重量的新紀錄。此次發射的「天問一號」任務火星探測器重量接近5噸，由環繞器、著陸器和巡視器組成，比「嫦娥四號」月球探測器重了1噸多，是目前我國發射的重量最重的深空探測器。在世界範圍看，達到這一重量的火星探測器也是屈指可數。

一次發射「一步到位」

14天設計42條發射軌道

「依靠長徵五號火箭強大的運載能力，我國行星探測之旅將站上一個新的起點，通過一次發射，實現對火星的『繞、著、巡』三項目標，是起點很高、『含金量』十足的『第一次』，將使我國深空探測的腳步從月球邁向行星，正式開啟行星探測時代。」火箭院黨委書記、長徵五號火箭第一總指揮李明華說。

由於地球和火星的相對位置在不斷變化，發射火星探測器相當於打「移動靶」，為了讓探測器更加精確地入軌，研製團隊進行了精細化的「窄窗口多軌道」設計，將每天30分鐘的發射窗口細分成3個寬度10分鐘的窗口，對應3條發射軌道，14天的窗口期內一共設計了42條發射軌道，創造了中國航天單次發射軌道設計數量的新紀錄，並首次實現了發射軌道的自動切換。

首次火星探測·遠望號

3艘「遠望號」太平洋聯手護送「天問」

本報訊（記者 張航 通訊員 高超）昨天，我國用長徵五號遙四運載火箭實施首次火星探測任務。記者從中國衛星海上測控部獲悉，遠望號船隊3艘測量船布陣太平洋不同海域，圓滿完成火箭和環繞器海上測控任務。

昨天中午火箭起飛約6分鐘後，作為陸海接力測控第一棒，遠望6號船及時發現並捕獲目標，完成火箭一級工作段末段及二級一次工作段的火箭測量和環繞器測控任務。隨後，遠望5號、7號船搭接依次完成測控任務，3艘遠望號船持續跟蹤目標飛行器近30分鐘，為火箭一二級分離、二級一次關機、二級二次啟動、二級二次關機、器箭分離等關鍵動作提供測控支持。

任務中，3艘測量船發現目標及時，跟蹤連續穩定，遙測、數傳數據獲取完整，並按規定與文昌航天發射指揮控制中心、北京航天飛行控制中心進行各類信息交換，圓滿完成火箭和環繞器海上測控任務。

遠望5號船船長介紹，遠望5號、7號船在南太平洋高緯度海域執行任務，任務海區海況複雜、氣象條件多變，遠望號船根據發射日時間範圍，提前制定了不同條件下的航行測量工況，擬定了應急備用航線，關鍵時刻可以提供應急測控支持。

此次任務，測量船隊面臨測控難度大、搭接跟蹤要求高、窗口期時間短等諸多挑戰，特別是測量船首次使用新頻段測控雷達參試，任務前設備技術狀態無法得到完全驗證，測控難度和風險挑戰非同尋常。為了攻克相關測控技術難關，早在3個月前，遠望號船隊就組織了各類聯調演練，有效提高人機結合能力。航行中，他們深入開展技術交流對話、任務文書方案和崗位基礎理論學習，全面強化參試人員技術狀態掌握、應急情況處置和組織協同配合能力。

年初以來，面對航天發射密集、疫情防控等情況，遠望號船隊盡銳出徵、滿格奔跑，參與完成2次火箭海上運輸以及北鬥、亞太等6次海上測控任務。中國衛星海上測控部相關負責人表示，從火箭運輸到海上測控，5艘遠望號船萬裡機動、默契配合，以無缺無憾的優異表現高標準完成了任務，助力我國首次火星探測任務完美開局起步，遠望人在遠海大洋見證了中國航天邁向更廣闊的星辰大海。

據悉，圓滿完成「天問一號」海上測控任務後，遠望5號、7號船將返回祖國，遠望6號船將繼續奔赴其他海域執行後續衛星海上測控任務。

7月23日，在中國文昌航天發射場測控大廳，航天科技人員慶祝髮射成功。新華社記者 才揚攝

相關連結

「胖五」將迎高密度任務

從2019年12月到2021年一季度，15個月間，長徵五號系列火箭預計完成5次發射。

目前已成功完成三次發射。

2019年12月27日，長徵五號遙三火箭成功發射。2020年5月5日，長徵五號B遙一火箭首飛成功，標誌著空間站階段飛行任務首戰告捷，為我國載人航天工程第三步發展戰略奠定了堅實基礎。2020年7月23日，長徵五號遙四火箭將「天問一號」任務火星探測器送入地火轉移軌道，宣告中國進入了行星探測時代。

按照計劃，長徵五號遙五火箭也將在今年實施發射，將「嫦娥五號」探測器送入地月轉移軌道，完成我國首次月球採樣返回任務。2021年一季度，長徵五號B火箭將再次出徵，執行空間站核心艙的發射任務。

本世紀第二個十年裡，中國火箭的年均發射數量始終保持在較高水平，並已經在2018年和2019年連續兩年發射數量居於世界第一位。其中以長徵三號甲系列火箭、長徵二號丙火箭為代表的「金牌火箭」完成了大部分發射任務。其中，新一代運載火箭的發射數量佔比並不高。

此次，長徵五號系列火箭的高密度發射，傳遞出許多令人欣喜的信息。

作為我國規模最大、組成最複雜的運載火箭，長徵五號火箭的高密度發射意味著在產品生產、裝配測試、技術管理、後勤保障等各方面的水平得到全面提升，具備更強的實施發射的能力。長徵五號火箭成為新一代運載火箭中首個進入高密度發射的型號，也預示著新一代火箭正逐步走向舞臺中央，為運載火箭實現更新換代奠定堅實的基礎。

未來，長徵五號火箭會更加「忙碌」。長徵五號B火箭將作為空間站建設的「專屬列車」，在未來2到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對於需要快速多星組網的衛星「星座」建設也意義重大，可以「一箭多星」，快速實現衛星「星座」部署。

火星車加裝「透視眼」

可「觀」地下數十米

本報訊（記者 張航）昨天，我國首次火星探測任務「天問一號」 探測器在海南文昌發射場順利發射升空。記者從中國科學院空天信息創新研究院獲悉，探測器中搭載了由該院研製的火星車次表層探測雷達，將實現對火星表面以下10米甚至100米深度的內部結構「透視」。

火星車次表層探測雷達是一種基於火星車平臺的高解析度次表層地質結構探測雷達，是實現火星探測工程科學探測任務的重要載荷之一。火星車次表層探測雷達可以探測巡視區表面土壤厚度、冰層結構，獲取火星地表和次表層超寬帶全極化回波數據；還可以探測巡視區次表層結構，獲取次表層地質結構數據。

此次「透視」火星，是國際上首次使用雙通道多極化超寬帶的次表層探測雷達對火星局部地區的土壤厚度、次表層巖石地質結構進行探測。

來源：北京日報

流程編輯：郭丹