中國首次火星探測任務發射成功 專家解讀：成功升空技術特點和難點是什麼？

央廣網北京7月23日消息（記者張棉棉 朱永）據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞晚高峰》報導，7月23日，我國首次火星探測「天問一號」在中國文昌航天發射場出發，趕赴一場火星之約。我國首次火星探測任務目標是通過一次發射，實現火星環繞、著陸和巡視探測，獲取火星探測科學數據，邁出我國行星探測的第一步。目標火星，「天問一號」將如何完成探測任務？克服了哪些困難？ 送君千裡終須一別，長徵五號遙四運載火箭將探測器送入地火轉移軌道後，器箭分離，「天問一號」探測器開始獨自面對茫茫的宇宙。飛行約7個月後，抵達火星，途中需進行多次精確的軌道修正，有航天工程師以「跨越太平洋的高爾夫」來形容任務的難度，因為如果在地火轉移軌道的近地點有1m/s的速度誤差，到火星附近時距離誤差將是10萬公裡。按照我國火星探測「繞、著、巡」的目標任務，探測器進入環火軌道並經過制動後，通過2-3個月的環繞飛行後首選進入窗口，其間在著陸區上空對著陸區開展探測。 火星探測器包括環繞器、著陸器和巡視器。航天科技集團八院火星探測器系統副總指揮張玉花說，因為著陸巡視器，也就是火星車與著陸器的組合體外面的構型是完整的，有一個氣動外形包裹著它不能和地面進行通信，因此，環繞器的作用是為接下來擇機釋放著陸巡視器的整個著陸過程提供中繼通信。張玉花說：「因為我們給著陸巡視器加注的推進器不多，它不能自己形成環火星的軌道，也不能自己奔下火星，我們環繞器要整個自動進入奔火軌道，到了合適的速度和高度的時候，再將它分離，讓它沿著軌道向下去。它降下去分離以後，為了保證兩器之間的安全，還要漂浮大約半小時的時間，再自己點火把自己拉起來，拉到原來的軌道上，做三個月的中期任務。」 當著陸巡視器與火星環繞器在預定區域分離後，它們的歷險也剛剛開始。由於火星稀薄的大氣，是地球標準大氣的1%，外加炎熱和常常出現風暴的天氣，這些都給穿越帶來巨大挑戰，可見登陸火星的難度有多大。因此探測器要在7分鐘內將速度從時速2萬公裡降至0，這樣的過程也被稱為黑色7分鐘。中國首次火星探測工程副總指揮、探月與航天工程中心主任劉繼忠表示：「黑色7分鐘的難度在，第一，它只能是自動地控制進行落地，因為無法對它進行控制管理。第二，火星的大氣跟地球有很多不同，包括它的成分、密度、熱等方面都帶來很多難度。因此那一段可以說是很難的一段，也是很關鍵的一段。」 也就是說，這一過程中，電磁信號是完全被屏蔽掉的，發信號也收不著，所以在降落過程中完全得依靠它自己。為了把火星車安全送上火星，著陸巡視器上配備了降落傘和反推力發動機。中國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說，選擇安全地點降落，就需要著陸巡視器上的控制系統和推進系統共同配合來完成。劉彤傑說：「下降的過程中，著陸器會通過傳感器看到地面上哪有坑、哪有石頭，就會發指令，讓主發動機和自控發動機配合，找一塊相對平的著陸點降落下來，這個坡道可以向前展開，也可以向後展開，所以火星車有兩種選項，可以選擇更平的方向往火星表面上行走。」 火星距離地球最遠時約4億公裡，有20分鐘左右的時延。如何解決測控問題？劉彤傑的答案是，依靠深空通信測控網。他說：「在咱們國土的東西利用最大跨度建立升空測控站，尤其是在喀什，在原有的一個35米深空測控站的基礎上，又建了3架35米的天線，這4個35米的深空測控天線結合在一起，可以叫深空天線組陣，組陣完以後可以達到探測火星測控數傳的功能的要求，完全能夠實現，能夠滿足要求。」 那麼，著巡器又會降落在哪裡呢？國家航天局探月與航天工程中心深空探測工程總體部部長耿言介紹，在火星烏託邦平原的南部有一個比較平整的地方，之前調查認為它早期是處在一個巨大的海洋或者是湖泊的邊緣地區。耿言說：「在這裡邊也就是希望能夠找到更多的水的證據，選擇這個地方也可以為我們提供是否存在水或者冰的證據，因為現在我們說火星上曾經有水，實際上並沒有直接發現它，只是通過有一些跡象，簡單地說就是在地球上有水，我們的河流流過會造成一樣的地貌。所以選擇了這麼一個地方。」 著陸後，火星車也就是巡視器與著陸器解鎖分離。火星車駛離著陸器，開始巡視探測。著陸巡視器安全著陸後，環繞器進入中繼軌道，為火星車提供中繼通信，兼顧科學探測。劉彤傑說：「著陸平臺就是著陸器，它和火星車加起來是1300公斤，著陸平臺載著火星車要完成進入大氣減速下降落在火星表面上，然後把坡道伸下來，由火星車走到火星表面上開展探測，這是它最大的使命。」