祝融號火星車著陸10大問題詳解 火星上首次留下中國印跡

　　問題二：為什么抵達(dá)火星后耐心等待了三個月才著陸？

　　一方面，環(huán)繞器的完全成功是探測火星的基本前提。在環(huán)繞器穩(wěn)定后再進(jìn)行著陸操作，可以為著陸巡視組合體提供更大的選擇余地和容錯空間。另一方面，中國還缺乏對火星的全面了解，著陸區(qū)的實際地形地貌和氣象條件等都需要詳細(xì)勘察。因此，抵達(dá)火星后，需要花一定時間研究勘察。否則，貿(mào)然著陸的風(fēng)險可想而知。

　　2021年2月10日19時52分，天問一號環(huán)繞器攜帶著陸巡視組合體，成功切入環(huán)繞火星軌道并成為火星的一顆人造衛(wèi)星。隨后它們完成了三大步驟：

　　1.火星上空“側(cè)空翻”：2月15日，在遠(yuǎn)火點處將軌道調(diào)整為能覆蓋火星全球的極地軌道，從靠近赤道的“橫著飛”變成“縱向飛”，視野大大增加。近火點則鎖定在烏托邦平原等低緯度區(qū)域，為后續(xù)科研和勘查做準(zhǔn)備。

　　2.進(jìn)入“停泊軌道”：2月24日，天問一號成功調(diào)整到這條過渡軌道，距離火星更近、周期更短，每兩個火星日環(huán)繞一周。在這條軌道穩(wěn)定運行三個月期間，詳細(xì)勘察著陸區(qū)域。

　　3.各項儀器開機：天問一號攜帶了13臺主要科學(xué)儀器，其中環(huán)繞器上有7臺，重點是在近火點時利用中分辨率相機和高分辨率相機等對火星表面高清成像。三個月時間的調(diào)試校正后，所有儀器系統(tǒng)都達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

　　問題三：為什么著陸過程是“恐怖九分鐘”？

　　火星著陸持續(xù)時間受一系列因素影響，如沖入火星大氣的速度、角度、地點和時間，著陸地點的地形地貌特點（尤其是高度），著陸期間的氣象條件，具體著陸技術(shù)方案和細(xì)節(jié)等，總體著陸時間在7-10分鐘不等。祝融號選擇的著陸區(qū)是高度較低的烏托邦平原，總著陸時間在9分鐘左右，也被叫做“恐怖九分鐘”。

　　這是因為：火星雖是近鄰，但與地球的距離在5500萬千米到4億千米之間變化，遠(yuǎn)超月球。這不僅意味著一次火星探測任務(wù)動輒需要飛行7-11個月，還意味著從地球上發(fā)出信號與火星通信，至少需要6-45分鐘的雙向通信時延。火星大氣稀薄，引力較小，整體著陸過程僅持續(xù)數(shù)分鐘，期間根本不可能在地球上進(jìn)行控制，這個過程必須依靠著陸組合體獨立自主完成。

　　此外，火星半徑為3400千米左右，約為地球的一半，表面引力約為地球的38%，表面空氣密度不足地球海平面的1%水平，但這并不意味著著陸火星難度低。實際上，著陸火星的困難程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了月球。雖然大氣可以給著陸巡視組合體帶來一定的氣動減速能力，但密度太低不可能減速到理想的著陸狀態(tài)，最后一定需要反沖火箭工作懸停降落。為應(yīng)對不可避免的大氣沖擊、摩擦和積累的熱量，著陸巡視組合體還必須增加氣動、隔熱、避震等防護(hù)結(jié)構(gòu)，重量、復(fù)雜度和成本等大幅度上升，風(fēng)險系數(shù)也大大增加了。

　　因此，當(dāng)?shù)厍蛏系暮教烊送ㄟ^精確計算得知祝融號正在火星獨立完成各項著陸操作、卻不得不耐心等待信號回傳時，這種焦急的體驗不可謂不“恐怖”。