「天問一號」任務新進展，登陸火星將採用反射火箭方式

在之前的內容中，我曾推測中國將會以一種相對省錢的氣囊降落方式登陸火星，但從目前我獲知的消息看，中國不用氣囊，而會以海盜號的反射火箭軟著陸方式來完成這次任務。

總的來講，無論是歐洲部分國家、前蘇聯、日本、印度，都參加過火星探測，但截至目前，登陸成功的僅有美國。歐洲部分國家、前蘇聯的宇宙飛船都曾到達過火星，但皆未曾完全成功登陸,在火星上操作。

由此可見，登陸是探尋火星最困難的一步。所以我還是堅持我原來提出的觀點：如果這次中國的天問一號火星計劃成功登陸火星，中國必然在太空科技探索方面，穩坐全球第二把交椅。

下面，我就與大家分享一下探測器登陸火星的那些事兒。

登陸的前期準備

經過前段時間關於火星的介紹，大家應當已經有一些概念了，比如探測器發射需在「衝」位置到來前的100天，並且要以脫離地球速度11.2km/s發射，之後，探測器將以41km/s的速度（探測器11.2km/s加上地球的公轉速度30km/s）離開地球，沿著霍曼軌道飛向火星，並在過程中逐漸減速，抵達火星時，速度略超過30km/s（地球公轉速度）。

經8個多月的時間（255天），宇宙飛船將與火星會合，此時宇宙飛船速度不能高於29km/s（自身24km/s加火星5km/s速度），而此時宇宙飛船速度應在30km/s以上，宇宙飛船即需要剎車。

之後宇宙飛船將與通訊衛星分離，將通訊衛星留在火星軌道。衛星經過長時間橢圓軌道運行後，最終以火星大氣減速方式，以圓形軌道運行（點擊查看衛星運行軌道）。

分離以後，太空飛船即需要進行火星登陸任務。此時，太空飛船距離火星表面應有約5000千米的距離，向火星墜落而去。

宇宙飛船的登陸過程

宇宙飛船登陸火星，需先以反射火箭將速度降至與火星的相對速度約4km/s，好讓火星的重力場抓住。這一過程需要約20多分鐘，然後就開始向火星的大氣方向墜落。

火星大氣在距離火星表面約300千米的高度，飛船需要以與火星大氣呈12°至14°的角度，穿入火星大氣層。從宇宙飛船與衛星分離向火星墜落開始，至火星觸碰大氣的時間，大約要2個半小時。

宇宙飛船呈錐形，前部分是部分球面形狀的熱殼，抗高溫，以抵禦與大氣摩擦過程產生的熱量。尾部則是一個呈錐形的保護殼，熱殼和保護殼形成的空間裡面是所有需要登陸火星的科學儀器。

宇宙飛船在進入火星大氣後，因高速摩擦產生高溫，將在熊熊烈火中耗時7、8分鐘，才能穿越火星大氣的黑障區（即飛船與外界完全失去聯絡的區域）。目前，所有登陸火星的方式方法，均需經過此階段。

之後，就要分成三種登陸火星的方式。一是火星探路者號1996年的氣囊登陸方式，二是海盜號1976年的反射火箭登陸方式，三是好奇號2012年登陸的方式。

三種登陸火星的方式

宇宙飛船跨過黑障區後，速度相較之前會慢下來。

第一種登陸方式，也是成本最低的方式是通過氣囊登陸，也就是我們提到的「不倒翁」式登陸。宇宙飛船後方會在6千米高度彈出一個大型降落傘（直徑可達10米至20米之間），宇宙飛船的速度會隨著變緩，經過10秒鐘左右，會將宇宙飛船的熱殼丟掉。

之後降落傘的速度越來越慢，最後到距離火星1600米時，將會有一條繩子帶著氣囊出來，裡面包著需要使用的儀器。氣囊將與降落傘一起減速降落，最後到達火星地表20米時，氣囊將與降落傘分離，墜下到火星地表，以氣囊抗震，開始在火星地表彈跳減速。

彈跳約15次左右，氣囊穩定降落在火星上，氣囊的氣就會釋放出來，並放出裡面的實驗儀器，即為成功登陸。這種方式成本低，但降落的精確度不高。

第二種登陸方式，即是海盜號的登陸方式。前期步驟均一樣，當穿透火星大氣後，下一步仍然是宇宙飛船的降落傘彈出，丟掉熱殼。

而後，登陸火星的儀器，需要將儀器的「腳」張開，這個過程需要20秒左右。當儀器準備完畢後，降落傘將在離地表1600米高度與宇宙飛船分離，分離後瞬時宇宙飛船點燃反射火箭，通過減速火箭剎車，最終使儀器依靠它的三隻腳著陸。由於這種方式需要反射火箭助力，因此將花費更多燃料，但降落的精度較高。

第三種登陸方式，前期步驟均一樣，與反射火箭方式類似，但其放出的是反射火箭的吊車，將宇宙飛船內的好奇號吊起來，緩緩的放到火星上，最後反射火箭吊車的繩子會與好奇號分離，與反射火箭一起飛離降落現場。這種方式的降落最精確，花費也最高，可能要花10億至20億美金！

中國這次送出的應是一個漫遊小車，因此整體儀器的重量不大，由此看，通過海盜號的登陸方式，也不會耗費特別高的燃料。

不過，小車無法攜帶反射火箭，所以中國將小車放在登陸器上，以登陸器承載反射火箭，完成登陸。當登陸器登陸火星，漫遊小車即可打開太陽能電池，展開探測。

具體登陸結果，2021年初才能揭曉。