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成都商报红星新闻|下一站火星：恐怖7分钟，天问一号400000000公里闯关之旅( 三 )


成都商报红星新闻|下一站火星：恐怖7分钟，天问一号400000000公里闯关之旅
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天问一号着陆器最后着陆阶段艺术效果图 图据中国航天局
大戏刚刚开始 ， 着陆器自带的反推火箭开始全力工作 ， 逐渐降低速度 。 着陆器先是在火星表面数十米的高度悬停 ， 底部所有仪器开启 ， 认真筛查地表情况 ， 最后确认着陆地点 。 认定后 ， 最终缓慢软着陆到火星表面 。
其实第五关也极度复杂 ， 人类探测火星60年来 ， 共有四种任务类型：惊鸿一瞥的“飞掠”、登高望远的“环绕” ， 观天测地的“降落”和自由移动的“巡视” 。 其中 ， “飞掠”仅是在早期技术不成熟或其他任务兼职探测火星时使用 ， 另外三种是近些年来的任务类型主力 。
成都商报红星新闻|下一站火星：恐怖7分钟，天问一号400000000公里闯关之旅
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火星探测四大任务类型 图片由作者绘制
一般而言 ， 火星探测任务都会采取“绕”“着”“巡”分开的形式以降低难度 。 即便如此 ， 几十年来人类探测火星的任务成功率仅有一半左右 。 而这次天问一号的选择包括了环绕器、着陆器和巡视器三个部分：
“小孩子才做选择 ， 绕、着、巡 ， 我都要！”
去火星干嘛？
此次探测任务的目标分两类：工程目标和科学目标 。
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工作状态的火星车艺术效果图 图据中国航天局
其中工程目标就是上面提到的完成“绕着巡”三步 ， 掌握火星探测的关键技术 ， 积累经验 ， 为后期更进一步的深空探测打下基础 。
科学目标就是对于火星进行环绕探测和巡视探测 ， 获取火星全球信息和重点区域高分辨率信息 ， 天问携带了13个科学载荷 ， 主要包含五个科学目标：（1）地质地貌特征；（2）土壤特征和水冰分布；（3）表面的物质组成；（4）大气和电离层以及表面气候特征；（5）物理场合内部结构 。
值得一提的是 ， 天问一号携带的火星“磁强计”是由中科大的日地空间组研制的 ， 它服务于第5项科学目标 ， 探测火星的磁场特性 。 毕竟“探测器”的终极目的是“探测” ， 能让我们更了解火星 。
向中国航天人致敬！
航天界常说:“运载火箭的能力有多大 ， 航天的舞台就有多大 。 ”想实现火星探测 ， 意味着探测器不仅要突破第二宇宙速度 ， 完全摆脱地球引力 ， 还要在此基础上进一步加速 ， 在抵达火星前尽力摆脱太阳引力的巨大影响 ， 而太阳的质量是地球质量的30余万倍 。
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三大宇宙速度是人类航天探测的三道鸿沟 图片由作者绘制
这对探测火星的运载火箭要求极高 ， 基本都是各国最为强力的火箭系列 。 即便如此 ， 探测器占火箭总体质量的比例都在1%以下 ， 绝大部分质量都用于装载推进剂 ， 这是人类航天梦想的巨大代价 。
对于总重5吨左右的天问一号而言 ， 带它前往火星的就是长征系列中最强的长征5号火箭 。
为了让火星探测器不错过2020年夏天这个宝贵的窗口 ， 这几年中国航天人经历了太多太多 。
2016年11月长征五号完成了首飞；随后 ， 在2017年7月执行了第二次发射任务 ， 但由于芯一级氢氧发动机出现故障导致任务失败 。 经过908天的蛰伏 ， 2019年12月27日 ， 长征五号火箭成功复飞！长征五号火箭的可靠性得到验证 ， 完成试验性发射转入应用性发射 。 为今年夏天执行火星探测任务奠定重要基础！
长五复飞成功那天 ， 总设计师李东作诗庆祝：
《青玉案·复飞》
怎堪回首说断箭 ， 泪满面 ， 肝肠断 。 风雨寒暑十三年 ， 一夕霜过 ， 江东父老 ， 愧疚无颜见 。


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