天问|“火星季”开启！“天问一号”的火星之旅进入倒计时！( 二 )
被大家昵称“胖五”的长征五号火箭，也曾经历过至暗时刻——2017年7月2日，长征五号遥二火箭发射失败，带着实践十八号卫星一同葬身太平洋。直到2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭成功将实践二十号卫星送入预定轨道，“胖五”才王者归来。
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图说：长征五号遥四运载火箭垂直转运至发射区 来源/新华社
据了解，前年发射嫦娥四号的长征三号乙火箭的地月转移轨道运力近4吨，把总质量3780公斤的嫦娥四号着陆器及玉兔二号月球车直接送入地月转移轨道已经是极限。去往更遥远的火星，需要我们有更强大的火箭，更何况需要一次性完成“绕落巡”使命的“天问一号”总重约5吨，比“嫦娥四号”还重了一吨。也就是说，“天问一号”的火星之旅，必须要运输能力更强大的火箭来保驾护航，那就是——长征五号。
五问：“探火”“探月”有何不同？
地球的怀抱已经无法束缚人类，我们将目光投向深远的太空。“嫦娥四号”登陆月球背面，中国航天经历了四个型号任务的努力，跨越了38万公里的距离，才得以圆梦“广寒宫”。这一次，“天问一号”的问天之旅，又有哪些不同呢？要知道，月球与地球的距离为36万至40万千米，而火星距离地球为5600万至4亿千米，地火最远距离约为地月距离的1000倍，无线电信号从火星附近传输到地球最长需花费23分钟。中国首次自主火星探测将使中国的深空探测能力提升至4亿千米远的空间。
“落到火星上以后会面临三个挑战。”中国科学院上海技术物理研究所副所长、月球与深空探测系列载荷指挥舒嵘在去年的一期《墨子沙龙》中表示，“第一是沙尘暴，沙尘暴来了以后，火星车必须要把自己保护好，否则整个仪器会被掩盖掉。而且沙尘暴来了以后，太阳能帆板上面的沙尘会降低能源的转化效率。第二是光照问题，因为火星离太阳很远，在火星上接收到的太阳光能量只有月球表面的40%。我们国家的月球车是两块帆板，但是我们的火星车要由四块帆板构成的，这样才能能量保持大致相当。第三是火星上的重力，月球的重力只有地球的六分之一，但是火星重力没有那么小，在火星上面要跑同样重量的火星车，需要的能量也比月球上要高。”这三个挑战给火星车的应用带来了一些新的问题。
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图说：人类目前探测火星的任务主要分为四种，分别是：仅惊鸿一瞥的飞掠任务、可登高望远的环绕任务、能观天测地的降落任务、可自由移动的巡视任务 来源/国家航天局
六问：什么叫“恐怖7分钟”？
进入火星大气层到着陆，有着步步惊心的“恐怖七分钟”，即再入、下降与着陆过程中，要在7分钟内将探测器的时速从两万千米降低到零。从上世纪60年代人类第一次发射火星探测器至今，能够安然挺过这7分钟的，不足两成。因此这颗红色星球也被形象得称为“航天器坟场”——它“没收”了太多人类探测器。
着陆点的选择非常重要。“从工程上来说，既不能是孤岛，又不能是陡坡或者非常软的地方，不能让火星车下去后就无出路、倾倒或陷进去。”舒嵘还介绍道，“因为火星上由高山、峡谷，不能着陆后把太阳挡住，没有光照就没了能源。”
据介绍，目前在国际上有三种降落方式：气囊式、支架式和起重机天抓式。“我们把支架式和起重机天抓式相结合。”舒嵘透露，“我们的着陆器也是有四条腿，也有降落伞，但是我们四条腿的着陆器自身具有避障的模式，可以自主避障平移。此次中国火星探测计划，用了嫦娥奔月的技术，再加上载人航天返回大气层的降落伞减速这两项技术的结合。”
新民晚报采访人员 郜阳 综合报道
【相关链接】火星上的人类印迹
人类对火星探索的尝试几乎贯穿着整个航天探索史。1965年7月14日，美国水手4号飞掠火星，并向地球传送了22张火星表面的近距离照片，使人类第一次目睹火星的真容。同年11月，美国航空航天局（NASA）的水手9号火星探测器抵达火星，改变了人类对火星形貌的认知。1975年，NASA发射了海盗1号和海盗2号，这是人类头两个成功着陆火星并顺利开展工作的探测器。
1996年11月7日，NASA发射了火星全球探勘者号（MGS），发现了火星上存在古代水的迹象。1997年7月，火星探路者号着陆器和旅行者号探测器抵达火星。火星探路者是第一个使用安全气囊缓冲着陆的探测器，而旅行者是第一个在火星上盘旋的探测器。不幸的是，同年9月，火星探路者号和旅行者号与地球失去了联系。
21世纪以来，大量火星车和环绕器携带多种性能卓越的科学载荷，全方位开展火星表面探测。其中2001年发射的火星奥德赛号探测器是目前运行时间最长的火星探测器。在2003发射窗口，欧空局发起了对火星的首次尝试，将环绕器火星快车号和着陆器小猎犬2号送往火星。2007年，NASA凤凰号着陆器发射升空，次年降落在火星北极一带，是目前人类最北的火星着陆任务。
【 天问|“火星季”开启！“天问一号”的火星之旅进入倒计时！】2012年8月，NASA的好奇号成功着陆于火星赤道一带的盖尔撞击坑中，它不仅可以通过拍照等遥感方式远程探测火星表面的形貌成分，还能在火星上钻孔，直接采样分析火星样本的成分。2018年，NASA的洞察号着陆器奔赴火星，其携带的火震仪已经观测到数百次不同震级的火星震动。
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