（热点）首次火星探测对中国航天意味着什么？

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2020年7月23日12时41分，长征五号丁运载火箭搭载中国首个火星探测任务——田文一号探测器，在中国文昌航天发射场点火。

▲田文一号启动空源:@新华视点

2020年是中国火星探测的第一年。

在所有人的期待下，田文一号将成功登上空，这将为中国打开通往火星的大门，使我们能够真正进入空深处并接近火星。

登陆火星有多难？为什么各国会聚在一起上火星？大家都在谈论的那可怕的七分钟呢？思珂会一一解答你的疑惑。

火星，古往今来，都有自己神秘的颜色。早在60年前，人类就开始探索这颗红色星球。

然而几十年来，检测的成功率还不到一半。

▲这张自然彩色照片反映了火星的真实颜色。

据统计，自20世纪60年代以来，人类已经进行了40多次火星探测活动，但成功率不到50%。在其他项目中，探测器已经崩溃、失效或消失。

为此，火星在业内甚至被称为探测器墓地，其探测难度可想而知。

火星探索为什么这么难？

两颗星星之间的距离是一个主要原因。

我们常说火星是地球的邻居，其实并不是真的邻居。据估计，火与火之间的最远距离约为4亿公里，最近距离约为5500万公里，是地球与月球距离的150倍。

从这个角度来看，月球和地球的距离近在咫尺。

▲近代火星与地球的距离与地球与月球的距离之比。来源:果壳

因此，火星探测器在到达目的地之前，往往需要飞行很长一段距离，持续7-8个月。

在这段漫长的旅程中，对探测器的发射、轨道、控制、通信、供电、入轨、着陆等技术提出了很高的要求。

所以探火比探月难很多。

众所周知，火星和地球都围绕太阳旋转，但它们的速度和轨道不同。

所以，只有每26个月才能等到两颗行星的距离在5500万公里左右。

在这一刻前后，从地球发射火星探测器可以使人类探索火的旅程更短，携带的燃料更少，成本更低。

▲地球(内侧)与火星(外侧)公转和距离关系示意图。资料来源:《科技日报》

简单来说，这是走捷径去火星的最好机会，航天工程里说的发射窗口期就来源于此。

今年夏天7月至8月，世界迎来了发射火星探测器的高潮时刻。有能力探索火星的国家当然不想错过这个窗口。

所以不难理解为什么会有很多国家聚集到火星上。毕竟错过了这个窗口，下一个好时机就是2022年了。

与与俄国合作失败的萤火一号不同，田文一号是中国自主发射的第一颗火星探测器。

为了一步一个脚印，少花钱多办事。中国首次火星探测计划通过一次发射完成轨道、下降、巡逻三大探测任务，这在世界航天史上是从未有过的。据了解，美国维京-1号和维京-2号火星探测器只实现了两个探测目标:一次发射绕圈和着陆。

为此，田文一号整合了三个套餐组合。包括火星轨道环绕器、着陆器和巡逻机(火星车)，将实现火星轨道环绕、火星表面着陆和巡逻机探测三项探测任务。

这就是田文一号明显不同于其他两个火星探测器的地方。据报道，美国将要发射的“坚持号”由一个着陆器和一个巡逻队组成，而之前升级到阿联酋空的“希望号”只有一个环绕探测器。

除了这三项探索任务，田文一号还设定了五项科学目标，包括研究空.的环境、地貌和地表结构

在整个火星探测任务中，最困难的是着陆。由于地火距离较远，火星探测器需要完整的自主导航控制才能完成着陆行程。

着陆器在前往火场的途中一直在高速飞行，所以探测器的速度应该在再入、下降和着陆的7分钟内从2万公里降到零。

就是这个过程，叫做7分钟的恐怖。在这个阶段，探测器的热防护措施是否可靠，降落伞、气囊、缓冲火箭是否能按程序工作，都是非常重要的。

▲火星探测器着陆动画。来源:中央电视台新闻

然而，由于着陆时间短，远远不足以完成一次地面消防通信。这意味着整个过程中1000多个动作的着陆过程必须由火星探测器独立完成，对软硬件要求极高。

▲中国第一辆火星车出现！来源:中央电视台新闻

然而，在广阔的空深处，却有一千英里远。

历史上很多探测器都在这可怕的七分钟内失灵了。比如2016年10月20日，欧洲火星生物学-2016中的夏·帕雷利(Xia Parelli)，由于一秒钟的计算误差，降落伞提前与隔热板分离，最终因硬着陆坠毁。

因此，虽然着陆器的着陆时间很短，但它的成功直接决定了整个火星任务的成败。

月球之后，人们往往会选择火星作为下一个目标，因为它的自然环境与地球最为相似。

因此，火星被认为是地球之外可能孕育生命的行星之一，也被认为是人类未来最有可能迁徙的行星，吸引了许多国家探索这颗神秘的星球。

▲火星表面示意图。资料来源:科技日报。

自20世纪60年代以来，人类一直在向火星发射探测器，但只有美国成功登陆火星。

火星探索是太空强国的重要标志之一。在空深海探险的科学浪潮中，中国能缺席吗？

如果说之前的探月只是为火星探测做准备的热身练习，那么在多年的基础和技术实践之后，中国有能力进行自主的火星探测。

田文第一，成功崛起的空只是迈向深空.的第一步几个月后，如果中国的田文一号任务圆满成功，中国将成为世界上第二个登陆火星的国家，这也代表着中国的深空探测技术水平已经达到世界前列。

回顾过去的50年，中国的太空飞行从未停止过，每个月都有偶像崇拜。

人类航天的未来必然是宇宙的星辰大海。

火星，我们来了！

参考文献:
1。“田文一号就位了！目标:火星！”，中国经济网，2020年7月17日
2。“最近的火星探索是什么？”，中国新闻社，2020年7月19日
3。“一次性实施三步绕坠！为什么中国第一次火星探测这么牛逼？”，科技日报，2020年4月24日
4。"你知道田文一号为了去火星付出了多大的努力吗？"，果壳，2020年5月6日
5。"田文一号即将发射，我们为什么要去火星？"，中国科学网，2020年7月18日

来源:新华网思科
策划:
制作人:李霄云
作者:舒
校对:齐立军