祝融著陸遙寄“家書” 中國火星探測開啟新征程

　　中國腳步踏上“熒惑” 祝融著陸遙寄“家書”

　　火星探測開啟新征程

　　熒惑(中國對火星的古稱)已至，求索無疆。5月15日，中國首次火星探測任務(wù)天問一號著陸巡視器安全“到站”，著陸烏托邦平原，紅色火星第一次留下了中國印跡。

　　從2020年7月23日發(fā)射升空以來，天問一號經(jīng)歷了近300天的長途跋涉，順利完成了探火任務(wù)“繞、著、巡”中的前兩步目標(biāo)。隨著祝融號火星車進(jìn)入巡視探測的工作狀態(tài)，更多的火星奧秘將呈現(xiàn)在人們面前。

　　著陸：跨越“生死”考驗

　　“目前，全世界已進(jìn)行的21次火星著陸任務(wù)中只有9次成功，難度系數(shù)極高！”在傳回地球的第一封“家書”中，祝融號火星車“講述”了著陸火星的驚魂時刻。

　　安全著陸火星，既要選擇地形平坦的著陸區(qū)，還得趕上合適的天氣狀況。

　　火星表面天氣惡劣，每年都會形成幾場巨大的沙塵暴。沙塵暴可能改變著陸巡視器下降過程的動力學(xué)參數(shù)，影響安全性，沙塵粒子也可能附著在探測器表面，甚至鉆入內(nèi)部，造成儀器設(shè)備故障，導(dǎo)致火星車失去能源供應(yīng)。

　　航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計部火星巡視器總體主任設(shè)計師陳百超說，中國首次實(shí)施火星探測任務(wù)，對火星的環(huán)境特別是大氣等參數(shù)沒有一手?jǐn)?shù)據(jù)，難度和挑戰(zhàn)可想而知。

　　為此，在被火星引力捕獲后，天問一號環(huán)繞器此前在火星停泊軌道上進(jìn)行了長達(dá)3個月的“準(zhǔn)備工作”，對預(yù)選著陸區(qū)開展多維度探測，一方面探測地形地貌，另一方面獲取著陸區(qū)附近區(qū)域的氣象狀況，最終確定了5月中下旬著陸的穩(wěn)妥選擇。

　　著陸的過程同樣充滿兇險。專家表示，火星表面存在大氣，比月球表面的環(huán)境更為復(fù)雜。同時，火星離地球的距離也比月球更加遙遠(yuǎn)，通信時延最長接近20分鐘。這意味著科研人員無法隨時監(jiān)測和控制探測器，很多高難度的任務(wù)只能靠天問一號自主完成。

　　從進(jìn)入火星大氣層到最終著陸的過程中，天問一號經(jīng)歷了“生死9分鐘”——在不到10分鐘的時間里將2萬千米/小時的速度降到0。最終，著陸巡視器在緩沖機(jī)構(gòu)和氣囊的保護(hù)下穩(wěn)穩(wěn)降落在火星表面。

　　巡視：展露一身“技藝”

　　“地質(zhì)學(xué)家說，我的軟著陸區(qū)很可能是一個古海洋所在地，有很高的科學(xué)價值，很可能會取得意想不到的科學(xué)成果。”祝融號火星車在“家書”中寫道。

　　據(jù)專家介紹，地處火星北半球的烏托邦平原是太陽系中最大的撞擊盆地，直徑約3300千米。有科學(xué)假說認(rèn)為，烏托邦平原曾經(jīng)有海洋，并存在著與水有關(guān)的地貌特征，有待進(jìn)一步探測。

　　中國首次火星探測任務(wù)總設(shè)計師張榮橋說，烏托邦平原相對平緩，安全著陸是后續(xù)開展科學(xué)研究的前提。同時，從科學(xué)探測的意義角度來看，天問一號著陸點(diǎn)附近應(yīng)該是古海洋與陸地的交接面，在這附近開展科學(xué)探測的潛力巨大。

　　“目前，我還在著陸巡視器內(nèi)。經(jīng)過短暫調(diào)整后，出倉并開展巡視探測。期待全方位了解火星，并且回傳珍貴的數(shù)據(jù)和照片給大家哦！”著陸火星后，祝融號火星車目前仍處于適應(yīng)和“體檢”狀態(tài)。幾天后，祝融號將自主駛離著陸器，抵達(dá)火星表面并開展巡視探測，完成“繞、著、巡”任務(wù)的最后一步。同時，巡視器與著陸器還將進(jìn)行兩器互拍，火星的“真容”也將隨之公布。

　　祝融號火星車的設(shè)計壽命為3個火星月，由于火星上的一天比地球略長(火星自轉(zhuǎn)周期約為24小時37分鐘)，相當(dāng)于約92個地球日。按照計劃，約90個火星日后，祝融號火星車將完成巡視探測，順利“收工”。

　　為了在短暫的3個月內(nèi)獲取更多有效的科學(xué)探測數(shù)據(jù)，祝融號火星車具備了“一身技藝”——共載有6種科學(xué)儀器，包括多光譜相機(jī)、次表層探測雷達(dá)、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀和導(dǎo)航地形相機(jī)等。通過全力的巡視探測，祝融號將為中國帶來火星研究的第一手資料，推動對火星空間環(huán)境、地表形貌特征、土壤表層結(jié)構(gòu)等課題的研究。

　　未來：進(jìn)行環(huán)繞探測

　　“就在昨天(5月17日)，我和環(huán)繞器已建立了器間通信鏈路，第一次通過環(huán)繞器傳回了遙測數(shù)據(jù)�！痹诘诙�封“家書”中，祝融號火星車“匯報”說，自己正在按計劃開展周圍環(huán)境感知和狀態(tài)檢查，各系統(tǒng)工作一切正常。同時，天問一號環(huán)繞器已實(shí)施第四次近火制動，順利進(jìn)入周期為8.2小時中繼通信軌道，成為地球和火星之間的“信使”，進(jìn)行“地火傳書”。

　　祝融號在火星表面忙碌工作的同時，位于停泊軌道的天問一號環(huán)繞器也“閑不住”。專家表示，著陸巡視器安全著陸后，環(huán)繞器會停留在通信中繼軌道，轉(zhuǎn)發(fā)各種信息數(shù)據(jù)回地球，同時也向火星車傳達(dá)來自地球的指令。

　　環(huán)繞器不只是“信使”，也是探索火星的重要主力。天問一號環(huán)繞器共攜帶了7臺科學(xué)儀器，分別是中分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī)、次表層探測雷達(dá)、火星礦物光譜探測儀、火星磁強(qiáng)計、火星離子與中性粒子分析儀和火星能量粒子分析儀，能夠在多軌道高度對火星進(jìn)行整體性、全球性、綜合性研究。

　　環(huán)繞器的工作時間也比祝融號火星車長不少，既要兼顧火星車的中繼，還要進(jìn)行“全球覆蓋”的環(huán)繞科學(xué)探測。按照計劃，在90個火星日后，天問一號環(huán)繞器將進(jìn)行軌道調(diào)整，進(jìn)入近火點(diǎn)265公里、遠(yuǎn)火點(diǎn)1.2萬公里的軌道，對火星表面開展至少1個火星年(約2個地球年)的近距離遙感探測。

　　天問一號任務(wù)之后，中國的行星探測計劃將邁向縱深。據(jù)了解，2030年前后，中國將實(shí)施火星采樣返回、木星系探測等任務(wù)，目前正在開展關(guān)鍵技術(shù)研究，更多的“天問”系列任務(wù)，將使中國的行星探測邁向更遠(yuǎn)的深空。

　　記者：劉 峣