祝融號(hào)火星車著陸10大問題詳解 火星上首次留下中國印跡

　　問題二：為什么抵達(dá)火星后耐心等待了三個(gè)月才著陸？

　　一方面，環(huán)繞器的完全成功是探測火星的基本前提。在環(huán)繞器穩(wěn)定后再進(jìn)行著陸操作，可以為著陸巡視組合體提供更大的選擇余地和容錯(cuò)空間。另一方面，中國還缺乏對(duì)火星的全面了解，著陸區(qū)的實(shí)際地形地貌和氣象條件等都需要詳細(xì)勘察。因此，抵達(dá)火星后，需要花一定時(shí)間研究勘察。否則，貿(mào)然著陸的風(fēng)險(xiǎn)可想而知。

　　2021年2月10日19時(shí)52分，天問一號(hào)環(huán)繞器攜帶著陸巡視組合體，成功切入環(huán)繞火星軌道并成為火星的一顆人造衛(wèi)星。隨后它們完成了三大步驟：

　　1.火星上空“側(cè)空翻”：2月15日，在遠(yuǎn)火點(diǎn)處將軌道調(diào)整為能覆蓋火星全球的極地軌道，從靠近赤道的“橫著飛”變成“縱向飛”，視野大大增加。近火點(diǎn)則鎖定在烏托邦平原等低緯度區(qū)域，為后續(xù)科研和勘查做準(zhǔn)備。

　　2.進(jìn)入“停泊軌道”：2月24日，天問一號(hào)成功調(diào)整到這條過渡軌道，距離火星更近、周期更短，每兩個(gè)火星日環(huán)繞一周。在這條軌道穩(wěn)定運(yùn)行三個(gè)月期間，詳細(xì)勘察著陸區(qū)域。

　　3.各項(xiàng)儀器開機(jī)：天問一號(hào)攜帶了13臺(tái)主要科學(xué)儀器，其中環(huán)繞器上有7臺(tái)，重點(diǎn)是在近火點(diǎn)時(shí)利用中分辨率相機(jī)和高分辨率相機(jī)等對(duì)火星表面高清成像。三個(gè)月時(shí)間的調(diào)試校正后，所有儀器系統(tǒng)都達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

　　問題三：為什么著陸過程是“恐怖九分鐘”？

　　火星著陸持續(xù)時(shí)間受一系列因素影響，如沖入火星大氣的速度、角度、地點(diǎn)和時(shí)間，著陸地點(diǎn)的地形地貌特點(diǎn)（尤其是高度），著陸期間的氣象條件，具體著陸技術(shù)方案和細(xì)節(jié)等，總體著陸時(shí)間在7-10分鐘不等。祝融號(hào)選擇的著陸區(qū)是高度較低的烏托邦平原，總著陸時(shí)間在9分鐘左右，也被叫做“恐怖九分鐘”。

　　這是因?yàn)椋夯鹦请m是近鄰，但與地球的距離在5500萬千米到4億千米之間變化，遠(yuǎn)超月球。這不僅意味著一次火星探測任務(wù)動(dòng)輒需要飛行7-11個(gè)月，還意味著從地球上發(fā)出信號(hào)與火星通信，至少需要6-45分鐘的雙向通信時(shí)延。火星大氣稀薄，引力較小，整體著陸過程僅持續(xù)數(shù)分鐘，期間根本不可能在地球上進(jìn)行控制，這個(gè)過程必須依靠著陸組合體獨(dú)立自主完成。

　　此外，火星半徑為3400千米左右，約為地球的一半，表面引力約為地球的38%，表面空氣密度不足地球海平面的1%水平，但這并不意味著著陸火星難度低。實(shí)際上，著陸火星的困難程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了月球。雖然大氣可以給著陸巡視組合體帶來一定的氣動(dòng)減速能力，但密度太低不可能減速到理想的著陸狀態(tài)，最后一定需要反沖火箭工作懸停降落。為應(yīng)對(duì)不可避免的大氣沖擊、摩擦和積累的熱量，著陸巡視組合體還必須增加氣動(dòng)、隔熱、避震等防護(hù)結(jié)構(gòu)，重量、復(fù)雜度和成本等大幅度上升，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)也大大增加了。

　　因此，當(dāng)?shù)厍蛏系暮教烊送ㄟ^精確計(jì)算得知祝融號(hào)正在火星獨(dú)立完成各項(xiàng)著陸操作、卻不得不耐心等待信號(hào)回傳時(shí)，這種焦急的體驗(yàn)不可謂不“恐怖”。