火星探測器成功發射，在火星旅途中會遇到哪些困難？

在2003年的時候，中科院空間科學與應用研究中心制定的火星探測計劃中，預計在2020年，我國有望發射自己的火星探測器，環繞火星進行探測。

但沒想到計劃成真——2020年7月23日北京時間12時41分，中國首次火星探測任務「天問一號」探測器，在海南島東北海岸中國文昌航天發射場，由長徵五號遙四運載火箭發射升空，火箭飛行約 2167 秒之後，成功將探測器送入了預定的軌道，正式開啟了火星探測之旅，將於2021年2月份左右到達火星，這標誌著我國深空探測領域進入了一個全新的篇章。

天問一號1:1著陸平臺和火星車

天問一號火星探測器是由著陸巡視器和環繞器兩部分組成，總質量大約5噸。其中著陸巡視器包括進入艙和火星車，火星車高1.85m，重240公斤左右，在火星車搭載著六種有效載荷，分別為：

地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀、表面磁場探測儀、氣象測量儀，而且為了克服火星上的特殊環境，火星車還具備了環境感知、障礙識別、局部路徑規劃及多輪運動協調控制等等功能，關於火星車的壽命，最初設計為3個火星月，即我們地球上的92天。

在一般情況下，探測任務需要經歷以下幾個階段：首先是穿越被探測星體；其次是使探測器環繞探測星體運動；然後再選擇著陸探測；最後巡視探測。而我國這次的火星探測選擇了三位一體的任務需求，即一次實現「環繞、著落、巡視」這三個目標，在這背後，面臨的高技術、高風險也是前所未有的。

「天問一號」的著陸點：

探測器著陸地點的選擇是要在工程角度，光照條件，測控通信條件，以及陸地點的地形地貌等等安全性因素的考慮下，來進行選擇的。目前科學家初步選取的著陸地點位置為火星北半球20到30緯度之間，並且具有很大科學考察價值的一塊相對平坦的地方。

「天問一號」的任務：

1.給火星照相，大致了解火星是什麼樣的；

2.探測火星上的物質，元素，了解火星表面有什麼物質、由什么元素組成，而我們科學家也在火星環繞器上搭載了多光譜相機，巡視器上搭載了元素分析儀；

3.探測火星的環境，探測觀察火星上的磁場、高能粒子、中能粒子等；

4.探測火星表層的地質結構，觀察是否有冰水的存在；

5.探測火星上的氣候變化，了解火星表面的氣候、沙塵暴情況和溫度、風、氣壓以及聲音等情況。

為什麼要去探索火星呢？

太陽系內，由內向外數第四顆就是火星，它位於地球和月球中間。在太陽系的八大行星中，火星與地球十分相似：

第一，火星自轉一周是24.66小時，晝夜只比地球上的一天多40分鐘；

第二，火星的自轉傾斜角也和地球相近，所以在火星上有春夏秋冬四季變化；

第三，火星上也有大氣層。迄今為止，人類對火星的探測已經將近有60年，在此之前共進行了44次火星探測任務，其中只有8次成功著陸，成功率只有18%，目前真正完成對火星探測的國家或組織只有四個，分別為美國、俄羅斯、歐洲航天局和印度。

火星探測的難點在哪裡？

第一，距離太遠

地月距離才38萬千米，而火星距離地球最近5600萬千米，最遠4億千米，最近距離都相當於地月距離的147倍。

第二，信號傳輸慢

探測器安全著陸後，與地面的通訊很重要，而在地球上任意兩點之間的通信僅需0.13秒，而與火星距離最近的時候，光速也需要180秒，因此這個長的距離對於信號傳輸來說是一個巨大的挑戰。

第三，對軌道設計技術要求高

地火距離以及其相對運動規律對火星探測軌道的設計要求非常高，主要由於火星與地球並不處在同一平面內，其軌道設計難度可想而知。

第四，著陸難

火星上的大氣層非常稀薄，大約是地球的1%，而火星探測器在進入火星大氣層的時候速度達到了2萬千米/小時，這樣的話探測器將會與大氣發生劇烈的摩擦，造成嚴重的發熱，而且從進入火星的大氣層到落地的時間僅有7分鐘，而且這7分鐘時間我們全程和探測器沒有任何通訊。

我們的探測器在這七分鐘內需要完成氣動減速、降落傘減速和反推等等一系列操作，再加上探測器在降落過程中受到的阻力較小，所以在高速降落的過程中就提前開傘減速，在整個過程中，難度太大，有一點失誤出現就很有可能會墜毀於大氣層中。

第五，運載火箭要強

前往火星的時候，不僅需要擺脫地球引力，而且還要擺脫太陽引力，因此就需要更強力的運載火箭。

大概每隔26個月，火星會與地球運行到太陽的同一側，即「火星衝日」，因此這段時間特別適合從地球發射探測器去火星，我們稱這樣的時期為「火星發射窗口」。而最近的這次發射窗口，就是2020年的七八月。

2020年7月份，多國探測器將陸續探索火星。

北京時間2020年7月20日凌晨 5 點 58 分，阿聯首顆火星探測器 「希望」號於日本鹿兒島縣種子島航天中心發射升空，然後經過大約200天的時間，於2021年2月份抵達火星。

NASA計劃在美國佛羅裡達州卡納維拉爾角空軍基地發射「毅力號」，將於2021年2月下旬抵達火星。不過目前，NASA還沒有公布「毅力號」的具體發射時間。