7月23日12時41分，我國首個火星探測器由長徵五號運載火箭在海南文昌航天發射場發射升空，13時25分，火箭成功將探測器送入預定軌道，我國首次火星探測任務（行星探測工程天問一號任務）正式實施，我國深空探測邁出嶄新的一步。
火星探測器 " 天問一號 " 是中國的首次火星探測任務，將一次性完成 " 繞、落、巡 " 三個任務，即實現對火星的 " 環繞、著陸、巡視 " 三個目標。
" 天問一號 " 火星探測器搭載了 13 種有效載荷，其中環繞器上 7 種、著陸器上 6 種，將完成 5 大科學目標。
向火星進發的「天問」
「天問」來自中國偉大詩人屈原的長詩《天問》。在這首詩裡，兩千多年前的屈原，對天地萬物發起了一連串「靈魂拷問」。尤其是「日月安屬，列星安陳」這樣的求知渴望，正對應著兩千多年後的中國「走出」地球，探索遙遠行星世界的堅定決心。
「天問」系列並不僅僅是中國火星任務的名稱，而是中國接下來行星探測任務共有的名稱。從這個角度來說，「天問」系列的目標是建立起我國自己的「行星艦隊」，目標不可謂之不大。
而火星是地球的鄰居，二者同為巖質行星，演化與構造類似。火星上有水、稀薄空氣、與地球類似的元素、小分子有機物和太陽系最壯觀的山川峽谷等，是地球演化歷史和未來的重要參照，更是人類夢想成為「跨行星生存物種」的完美下一站。
為徵服這個熒熒如火的星球，中國航天人進行了數年的努力。如今，天問一號的闖關之旅才剛剛開始。
必須一次成功的「太空剎車」
接下來，「天問一號」將經過地火轉移段、火星捕獲段、離軌著陸段、中繼通信段及科學探測段，飛行超過4億公裡，過五關斬六將，預計明年2月份最終抵達火星並開展科學探測任務。如果順利實施，我國將一次性實現火星環繞、著陸和巡視探測「三步走」，完成前無古人的創舉。
火星捕獲是火星探測任務中技術風險最高、最為關鍵的環節之一，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形成環繞軌道的機會只有一次。
據五院深空探測領域專家介紹，此時探測器相對於火星的速度約為4-5千米/秒。就像兩輛高速行駛的汽車，只有前進方向一致、相對速度為零時，才能並駕齊驅。因此，探測器在接近火星後，必須把握住唯一的機會，利用自身攜帶的推進劑點火減速，最終實現被火星的捕獲。
我國本次火星探測任務捕獲時，探測器距離火星最近僅400千米，稍有偏差就會撞擊火星或飛離，因此，捕獲的成敗就成為了火星探測任務成敗的關鍵。
探測器進入火星捕獲軌道後，經過軌道調整進入停泊軌道並運行約75天，完成著陸巡視器預選落區的預探測和進入點位置調整動作。在確認滿足著陸條件要求後，將進行降軌控制，著陸巡視器與環繞器分離。分離結束後，著陸巡視器進行火星大氣進入段的飛行，火星環繞器則進行升軌機動，返回到停泊軌道，下一步進入中繼軌道。
著陸巡視器在進入、下降與著陸過程中，要在數分鐘內將時速從近2萬千米降低到零，也就是著名的「恐怖7分鐘」。這過程中電磁信號是完全被屏蔽掉的，要完全依靠著陸器的自身本事。中國科學院空間應用工程與技術中心研究員張偉表示，這需要融合多種減速手段才能實現，包括氣動外形、降落傘和反推等，也需要自主導航控制技術來保證。
據悉，火星車設計壽命3個火星月，相當於92個地球日，其間環繞器在中繼軌道為火星車提供通訊支持，並開展科學探測。火星車工作結束後，環繞器將進入科學探測軌道，並在該軌道上繼續運行1個火星年，執行火星全球遙感探測任務。
艱難的火星之旅
探測火星是人類太空飛行中最具挑戰性的壯舉之一。有數據顯示，自1960年到今年7月初，人類已實施火星探測活動達44次，但成功和部分成功的任務僅有24次，其中著陸任務17次，成功僅8次。在業界，火星被稱為「探測器墳場」，其探測難度可想而知。
在中國航天科技集團五院深空探測和空間科學首席科學家、中國科學院院士葉培建看來，我國首次火星探測任務實為「彎道超車」。我國於2010年開展月球以遠深空探測發展規劃和實施方案論證，經過三輪迭代和深化，於2016年正式立項實施火星探測。我國首次火星探測任務起步雖晚，但起點高、跨越大，從立項伊始就瞄準當前世界先進水平確定任務目標，明確提出在國際上首次通過一次發射，完成「繞、落、巡」三大任務。如果這一目標能夠順利實現，我國將成為世界上第二個獨立掌握火星著陸巡視探測技術的國家，意味著中國一次走完了此前蘇聯和美國用幾十年走過的歷程。
挑戰高難度對中國航天人而言並不奇怪，中國的航天精神有這麼幾句話：「自力更生，艱苦奮鬥，大力協同，無私奉獻，嚴謹務實，勇於攀登。」「天問一號」火星探測任務不僅對推動我國突破深空探測基礎關鍵技術具有巨大推動作用，同時也使我國實現了由月球探測到火星探測的巨大科技跨越，對於進一步推動我國航天技術發展、帶動我國基礎領域、高新領域及前沿領域的科技進步具有深遠意義。
美國《科學》雜誌近日發表文章稱，「天問一號」是中國行星探測的首次任務，也將是中國航天走向更遠深空的裡程碑工程，火星探索任務將使中國躋身世界太空領導者之列。「如果中國首次獨立探索火星成功著陸，中國將躋身太空精英強國的行列，」美國康奈爾大學航空航天工程師梅森佩克表示。
火星的秘密
火星上存在生命嗎？如果說目前火星嚴酷的條件似乎難以支持生命活動，但多項研究已經證實，早期的火星曾有大量液態水，甚至10億年前火星表面可能仍有河流，那麼火星上曾經有過生命嗎？對此，科學界目前還沒有明確的答案。不過，在近期的研究中，「好奇」號還是發現了一些可能與生命有關的跡象。
2018年，「好奇」號的兩項研究同時登上《科學》雜誌。其中一篇，「好奇」號在火星地表具有30億年歷史的沉積巖中，發現了一些穩定的有機分子。這些有機分子包含碳元素和氫元素，同時可能含有氧、氮等其他元素。不過，有機分子雖然與生命聯繫緊密，但它們也可能由非生物反應過程產生，因此不能作為證實火星生命的確鑿證據。另一篇論文則是發現了火星大氣中甲烷含量的周期性變化。同樣，這些信號可能來自生物反應，但更大的可能性是水和巖石的化學反應。因此，火星生命的答案，仍需等待今後的火星車探測。
火星生命的疑問懸而未決，但作為維繫生命的基本元素——液態水，已經有了初步的答案。在2018年，《科學》雜誌的一篇論文給出了火星存在液態湖泊的證據。利用歐洲航天局「火星快車」號探測器搭載的MARSIS雷達系統，義大利科學家在火星南極1.5千米厚的冰蓋下首次發現大面積液態水。這是一片至少有數米深、直徑約20千米的湖泊。儘管高鹽度讓這個直徑達20千米的湖泊很難成為常見生命的搖籃，但研究人員認為，在火星的其他區域，還有可能存在更多地下液態水。這項研究也為進一步的火星生命搜尋提供了線索。
2013年，NASA發射了火星大氣與揮發物演化任務（MAVEN）探測器。MAVEN探測器通過對火星大氣與磁場的探測，發現了一些線索。研究發現，火星大氣正以兩種主要途徑向太空逃逸。一種是離子逃逸，即太陽風吹向火星大氣時，其中的帶電粒子與大氣中的分子碰撞，使得氣體分子丟失電子，在太陽風帶來的電場加速作用下逃逸。另一種逃逸方式是噴濺逃逸：在太陽風中高能粒子的撞擊下，高層大氣中的氣體分子四處飛濺，其中一部分在這一過程中獲取了足夠的動能，逃脫火星的束縛。在太陽的生命早期，太陽風暴的頻率和強度都遠高於現在，星較弱的磁場也不足以對大氣層構成有效保護。因此在兩種機制的共同作用下，火星的海洋與大氣層消失了。
火星是人類成為跨星球物種的最佳選擇，是人類邁向星辰大海的重要踏板。
值得一提的是，探測火星是一項充滿挑戰的事業。人類探測火星的歷史已經持續了近60年，共計發射了四十幾次火星任務，成功率卻只有一半左右，而登上火星的探測器更是屈指可數。
最後，祝願天問一號一切順利，早日在火星上留下中國足跡。
（素材來源/人民網 中央紀委國家監察委網站 編輯/王玥萌 江北新區融媒體中心）