天问一号 火星见

  昨日，长征五号遥四运载火箭托举着“天问一号”火星探测器，在中国文昌航天发射场点火升空，我国首次自主实施的火星探测任务正式启航，开启了属于中国人自己的行星探测时代。天问一号，等你抵达！

  本报讯（记者 雷嘉）昨天12时41分，我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，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，迈出了我国行星探测第一步。“天问一号”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。

  北京青年报记者从国家航天局了解到，我国首次火星探测任务的工程目标主要有两方面：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，推动我们国家深空探测活动可持续发展。而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。

  2010年8月，8位院士联名向国家建议，开展月球以远深空探测的综合论证，国家相关部门立即组织专家组开展了发展规划和实施方案论证，多位院士、专家团队热情参加论证工作，最终于2016年1月经党中央、国务院批准立项，由国家航天局组织实施，具体由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用等五大系统组成。国家航天局探月与航天工程中心为工程总体单位，中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制运载火箭系统，中国空间技术研究院和上海航天技术研究院抓总研制探测器系统。中国卫星发射测控系统部负责组织实施发射、测控。中国科学院国家天文台抓总研制地面应用系统，负责科学数据接收、处理、存储管理等工作。

  我国首次火星探测任务起步虽晚，但起点高、跨越大，从立项伊始就瞄准当前世界领先水平确定任务目标，明白准确地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。如果这一目标能够顺利实现，我国将变成全球上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。据航天科技集团五院的深空探测领域专业的人介绍，“天问一号”火星探测器由环绕器和着陆巡视器组成，其中着陆巡视器又由进入舱和火星车组成，进入舱完成火星进入、下降和着陆任务，火星车配置了多种科学载荷，以便在着陆区开展巡视探测。

  我国火星探测作为开放性的科学探索平台，包括港澳地区高校在内的全国多地研究机构热情参加了研制过程，我国也与欧空局、法国、奥地利、阿根廷等国家和组织开展了多项合作。

  不同于之前与俄罗斯合作最后遗憾失败的“萤火一号”，此次天问一号是我国自主发射的第一颗火星探测器。

  为了一步到位，“少花钱，多办事”。我国首次火星探测计划通过一次发射，完成“绕、落、巡”三大探测任务，这是世界航天史上从未有过的。据了解，美国海盗1号、海盗2号火星探测器也仅仅是通过一次发射实现了环绕、着陆两种探测目标。

  为此，天问一号集成了一个“三套餐”组合。包括火星轨道环绕器、着陆器、巡视器（火星车），将分别实现“火星环绕”、“火星表面降落”、“巡视探测”三项探测任务。

  这也是天问一号明显不同于另外两个火星探测器的地方。据悉，美国将发射的“毅力号”是由着陆器和巡视器两部分构成，而此前阿联酋升空的“希望号”则只有环绕探测器。

  天问一号除了完成这三大探测任务之外，还设定了5大科学目标，包括空间环境、形貌特征、表层结构等研究。

  昨天火星探测器发射成功后，还要经历诸多挑战，一路上称得上“步步惊心”。首先，火星探测器将在“近火星点”实施制动，被火星的引力场捕获后进入环火椭圆轨道，探测器择机实施降轨机动后，环绕器与着陆巡视器分离。第二步，着陆巡视器奔向火星，即再入、下降与着陆过程，在此过程中着陆巡视器需要在7分钟内把速度从每小时8000千米降至0。第三步，借助降落伞减速后，着陆巡视器将自主完成减速、悬停，避开火星表面复杂地形后缓缓降落到火星表面，在接受火星表面严酷环境挑战的同时，完成科学探测任务。

  通过首次火星探测任务的实施，我国将验证火星制动捕获、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，为建立独立自主的深空探测基础工程体系夯实基础，推动我们国家深空探测活动可持续发展。

  人类的火星探测开始于20世纪60年代，截至今年6月，共实施了44次火星探测活动：美国21次，苏俄19次，日本1次，欧洲2次，印度1次。其中完全成功的探测任务19次，部分成功的也只有23次。

  7月20日，阿联酋“希望号”火星探测器成功发射，虽没有落火计划，但独特的轨道和载荷将得到前所未有的火星大气数据，填补人类认知空白；

  而今，中国奔火启航，将对火星表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等逐一探测，为人类建立对火星更加全面而基础的认识；

  不久后，美国“毅力号”火星车计划再次巡火，用最新探测仪器，采集火星岩石土壤样本并拍摄高分辨率3D照片。

  从2007年首次探访月球起，我国深空探测已走过13年时光，但始终没对太阳系内的其他行星开展过探测，根本原因就是受到火箭运载能力的限制。

  根据发射任务要求，长征五号遥四火箭将托举探测器加速到超过11.2千米每秒的速度，之后完成分离，直接将探测器送入地火转移轨道，开启奔向火星的旅程。

  当航天器达到每秒11.2千米的第二宇宙速度时，就可以完全摆脱地球引力，去往太阳系内的其他行星或者小行星。因此，第二宇宙速度也被称为“逃逸速度”。

  “此次发射火星探测器，是长征五号火箭第一次达到并超过第二宇宙速度，飞出了我国运载火箭的最快速度。”中国航天科技集团一院长征五号火箭总设计师李东说。

  此前，长征五号遥三火箭和长征五号B遥一火箭连续发射成功，标志着长征五号火箭已经攻克关键技术瓶颈，火箭各系统的正确性、协调性得到了充分验证，火箭可靠性水平进一步提升。

  “此次执行应用性发射任务，意味着长征五号火箭真正开始服役。”中国航天科技集团一院长征五号运载火箭总指挥王珏说。

  从人造卫星、载人航天、探月工程，到摆脱地球引力，走向更远的深空，此次发射无疑是中国航天史上的一个重要里程碑。

  “在航天领域，我们大家常常讲，一次成功不等于次次成功，成功不等于成熟。”在王珏眼中，承载着使命和光荣的“胖五”火箭，就像他的兄弟一般亲切和熟悉。各方都对“胖五”寄予厚望，“胖五”正式上岗，也代表着更多新的挑战。

  “从长五B首飞到我们7月下旬的首次火星探测任务，间隔仅有两个半月。这在某种程度上预示着在上次任务发射后，发射平台和地面支持系统的恢复时间，相比原来我们计划的进度要压缩30%以上。从火箭研制的角度来讲，我们也创造了属于自己的新速度。”王珏说。

  “今天，我们大家可以骄傲地说，中国的‘大火箭’时代已经来临，中国航天将开启新的篇章。”中国航天科技集团一院院长王小军说。

  我国于23日成功开启火星探测旅程，3艘远望号测量船布阵太平洋不同海域圆满完成火箭和环绕器海上测控任务。

  长征火箭起飞约6分钟后，远望6号船及时有效地发现并捕获目标，完成火箭一级工作段末段及二级一次工作段的火箭测量和环绕器测控任务。随后，远望5号、7号船依次完成测控任务。

  3艘远望号船持续跟踪目标飞行器近30分钟，为火箭一二级分离、二级一次关机、二级二次启动、二级二次关机、器箭分离等关键动作提供测控支持。

  任务中，3艘测量船发现目标及时，跟踪连续稳定，遥测、数传数据获取完整，并按规定与文昌航天发射场指控中心、北京航天飞行控制中心进行各类信息交换，圆满完成火箭和环绕器海上测控任务。