文/ 趙聰 宗合

2021年5月15日7時(shí)18分，中國(guó)天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)著陸火星取得成功。

中國(guó)航天器首次奔赴火星，就“毫發(fā)未損”地順利出現(xiàn)在遙遠(yuǎn)的紅色星球上，完成了人類航天史上的一次壯舉，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首次地外行星著陸。著陸后，祝融號(hào)火星車成功傳回遙測(cè)信號(hào)。

之后，端坐在著陸平臺(tái)上的祝融號(hào)火星車依次對(duì)著陸點(diǎn)全局成像、自檢、準(zhǔn)備駛離著陸平臺(tái)并開(kāi)展巡視探測(cè)。

5月19日，國(guó)家航天局發(fā)布了我國(guó)首次火星探測(cè)天問(wèn)一號(hào)任務(wù)探測(cè)器著陸過(guò)程兩器分離和著陸后火星車拍攝的影像。圖像中，著陸平臺(tái)和祝融號(hào)火星車的駛離坡道、太陽(yáng)翼、天線等機(jī)構(gòu)展開(kāi)正常到位。

據(jù)遙測(cè)數(shù)據(jù)判斷，5月22日10時(shí)40分，祝融號(hào)火星車已安全駛離著陸平臺(tái)，到達(dá)火星表面，開(kāi)始巡視探測(cè)。

火面工作期間，火星車將按計(jì)劃開(kāi)展巡視區(qū)環(huán)境感知、火面移動(dòng)和科學(xué)探測(cè)，通過(guò)配置的地形相機(jī)、多光譜相機(jī)、次表層探測(cè)雷達(dá)、表面成分探測(cè)儀等6臺(tái)載荷，對(duì)巡視區(qū)開(kāi)展詳細(xì)探測(cè)。

▲ 火星車與著陸平臺(tái)分離模擬圖

▲ 圖一由火星車前避障相機(jī)拍攝，正對(duì)火星車前進(jìn)方向。圖中可見(jiàn)坡道機(jī)構(gòu)展開(kāi)正常；圖像上部的兩個(gè)伸桿為已經(jīng)展開(kāi)到位的次表層雷達(dá)；前進(jìn)方向地形清晰。為獲知火星車前進(jìn)方向更大范圍的地形信息，避障相機(jī)采用大廣角鏡頭，在廣角鏡頭畸變的影響下，遠(yuǎn)處地平線形成一條弧線。

▲ 圖二由導(dǎo)航相機(jī)拍攝，鏡頭指向火星車尾部。圖中可見(jiàn)火星車太陽(yáng)翼、天線展開(kāi)正常到位；火星表面紋理清晰，地貌信息豐富。

同時(shí)，環(huán)繞器將運(yùn)行在中繼軌道，為火星車巡視探測(cè)提供穩(wěn)定的中繼通信，兼顧開(kāi)展環(huán)繞探測(cè)。

我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)——天問(wèn)一號(hào)任務(wù)于2016年正式批復(fù)立項(xiàng)，計(jì)劃通過(guò)一次任務(wù)實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測(cè)。

天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，著陸巡視器包括祝融號(hào)火星車和進(jìn)入艙。天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器于2020年7月23日由長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射，今年2月10日成功實(shí)施火星捕獲，2月24日成功進(jìn)入周期為2個(gè)火星日的火星停泊軌道，隨后對(duì)火星開(kāi)展了全球遙感探測(cè)，并對(duì)預(yù)選著陸區(qū)進(jìn)行詳查，探測(cè)分析了火星的地形地貌、沙塵天氣等，為著陸火星做了充分的準(zhǔn)備。

5月15日凌晨1時(shí)許，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器在停泊軌道實(shí)施降軌，機(jī)動(dòng)至火星進(jìn)入軌道。

4時(shí)許，著陸巡視器與環(huán)繞器分離。

此后，環(huán)繞器進(jìn)行升軌，返回停泊軌道，為著陸巡視器的后續(xù)探測(cè)任務(wù)提供中繼通信，搭建起地球和火星之間的通信橋梁。

著陸巡視器歷經(jīng)約3小時(shí)飛行后，進(jìn)入火星大氣。從進(jìn)入火星大氣到著陸火星表面是整個(gè)火星著陸過(guò)程中最為驚險(xiǎn)的時(shí)刻。我國(guó)天問(wèn)一號(hào)任務(wù)火星著陸分為氣動(dòng)減速、傘系減速、動(dòng)力減速、懸停避障與緩速下降4個(gè)階段，歷時(shí)“驚心動(dòng)魄9分鐘”，最后成功軟著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)。

天問(wèn)一號(hào)任務(wù)突破了第二宇宙速度發(fā)射、行星際飛行和測(cè)控通信、地外行星軟著陸等關(guān)鍵技術(shù)，邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步，實(shí)現(xiàn)了從地月系到行星際的跨越，在火星上首次留下中國(guó)人的印跡，是我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的又一里程碑。