四大|中国首次火星探测的四大看点
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本报采访人员刘扬樊巍本报特约采访人员柳玉鹏
编者按：7月23日12时41分，我国在文昌航天发射场用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务“天问一号”探测器，火箭飞行约2167秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出我国行星探测第一步。按照计划，中国将在本次火星探测任务中完成“环绕、着陆、巡视”三大任务。这么重大的航天任务中，包含哪些重大技术看点，后续又有哪些不能错过的关键节点呢？探测这个红色星球的意义在哪里，中国为什么要探火呢？
看点一：如何一次性完成“绕、落、巡”
当天发射圆满成功，长征五号遥四运载火箭成功将探测器送入地火转移轨道，但这只是“天问一号”一次性完成“绕、落、巡”系列任务的第一步。据介绍，火星探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。
具体来讲，任务后续计划分为以下几个环节：一是器箭分离后，探测器太阳翼和定向天线相继展开，在测控系统支持下，飞行约7个月抵达火星，其间进行深空机动和中途修正。二是探测器进入环火轨道并经过制动后，通过2至3个月的环绕飞行后首选进入窗口，其间在着陆区上空对着陆区开展探测。三是探测器择机实施降轨机动，着陆巡视器与环绕器分离。环绕器升轨返回到停泊轨道，为着陆过程提供中继通信。四是着陆巡视器进入火星大气，依次完成配平翼展开、降落伞开伞、大底分离、背罩分离、动力减速、悬停、避障及缓速下降、着陆缓冲等动作，在火星乌托邦平原软着陆。五是着陆巡视器安全着陆后，火星车与着陆平台解锁分离。火星车驶离着陆平台，开始巡视探测。环绕器进入中继轨道，为火星车提供中继通信，兼顾科学探测。六是火星车完成探测任务后，环绕器进入使命轨道，开展火星全球遥感探测，兼顾火星车扩展任务中继通信。
据《环球时报》采访人员了解，我国首次火星探测任务起步虽晚，但起点高、跨越大，从立项伊始就明确提出在国际上首次通过一次发射，完成“环绕、着陆、巡视探测”三大任务。如果这一目标能够在“天问一号”任务中顺利实现，我国将成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。
据介绍，首次火星探测任务的工程目标，一是突破火星制动捕获、进入/下降/着陆、长期自主管理、远距离测控通信、火星表面巡视等关键技术，实现火星环绕探测和巡视探测，获取火星探测科学数据，实现我国在深空探测领域的技术跨越；二是建立独立自主的深空探测工程体系，包括设计、制造、试验、飞行任务实施、科学研究、工程管理以及人才队伍，推动我国深空探测活动可持续发展。
中国首次火星探测任务的科学目标，主要是实现对火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等研究。
【 四大|中国首次火星探测的四大看点】为了相关科学目标，火星环绕器携带7台仪器，火星车携带6台仪器，计划通过一系列科学探测建立起对火星全面而基础的认识。
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩对《环球时报》采访人员表示，这在人类火星探测史上是前所未有的。采用这种“一举三得”的探火方式，起点高，效益高，但挑战大。如果成功，我国深空探测能力和水平将实现跨越式发展，成为世界第3个在火星着陆的国家，第2个在火星巡视的国家。此外，环绕器对火星进行普查，火星车可以在着陆区火星表面详查，这样就可以一次性获得更多成果。
中国航天技术专家黄志澄23日对《环球时报》采访人员表示，这次任务如果能“一气呵成”完成三大火星探测任务，将创造一个人类探火的新纪录，证明中国航天技术已经步入世界先进行列，将是中国航天发展史的一个里程碑。▲
看点二：“胖五”转正后首次发射
此次发射“天问一号”火星探测器是长征五号火箭第一次工程应用发射，标志着长征五号火箭关键技术已逐渐成熟，具备执行国家重大航天工程任务的能力和条件。在此次“探火”任务中，“胖五”表现亮眼，在飞出中国火箭最快速度的同时，将5吨重的“天问一号”送入地火转移轨道。
在长征五号火箭出现之前，我国火箭在不同轨道的最大运载能力分别为地球同步转移轨道（GTO）约5.5吨（长征三号乙火箭）和近地轨道（LEO）约13.5吨（长征七号火箭），长征五号火箭的出现极大提高了这些数字。长征五号火箭总设计师李东介绍称，“作为我国首型5米芯级直径的大火箭，长征五号火箭地球同步转移轨道运载能力可达14吨左右，为建设空间站而研制的长征五号B火箭近地轨道运载能力可达25吨”。
为了确保完成首次工程应用发射任务，“胖五”做了精心准备。根据发射任务要求，“胖五”需要托举火星探测器加速到每秒11.2公里以上的速度，将探测器直接送入地火转移轨道，开启奔向火星的旅程。此次“胖五”发射“天问一号”探测器，在国内首次达到并超过第二宇宙速度，飞出中国运载火箭的最快速度。
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