中国首次行星探测任务“天问一号”探测器成功发射，明年2月飞临火星 红色星球 我们来了
?“天问一号”搭载的火星车（电脑合成图）
美国“好奇”号火星车着陆器拍摄的火星日落景色
昨日中午12时41分，南海之滨的中国文昌航天发射场，在长征五号遥四运载火箭撕裂长空的轰鸣和数万民众的欢呼声中，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器开启“问天”之旅。2300多年前，爱国诗人屈原仰望星空，以《天问》提出177个问题，阐发对宇宙万物的理性哲思。跨越2300多年的“向天之问”，如今中国航天人终于迈出关键一步。
多方合作
首次火星探测任务新闻发言人、国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰表示，此次火星探测任务的工程目标是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；同时建立独立自主的深空探测工程体系，推动我国深空探测活动可持续发展。
“此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的研究。”刘彤杰说。
我国火星探测作为开放性科学探索平台，包括港澳地区高校在内的全国多地研究机构积极参与研制过程，并与欧空局、法国、奥地利、阿根廷等组织和国家开展了多项合作。
探索深空
回望我国火星探测的历史，早在“嫦娥一号”任务取得圆满成功之后，业内专家即开始谋划我国深空探测后续发展。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，国家有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、专家团队积极参与论证工作，对实施方案进行了三轮迭代和深化，最终于2016年1月正式立项实施。
从地球到火星最遥远的距离大约4亿公里，这么远距离的通信对于火星探测器研制团队而言可谓难上加难。经过四年多艰苦攻关，研制团队按节点顺利完成了探测器的模样研制、初样研制、正样研制、大系统对接试验等工作，为探测器飞越深空、到达火星提供了坚强支撑。
面对任务起点高、关键技术多、验证任务重、研制周期紧等多重难关，火星探测器研制团队艰辛鏖战1600多个日夜。“火星探测将是中国行星探测的第一步，是深空探测领域从月球到行星的发展历程中承前启后的关键环节，也是未来迈向更远深空的必由之路。”中国航天科技集团五院“天问一号”探测器总设计师孙泽洲说。
后续计划
36年前，一名高中生在报纸上看到长征三号火箭腾飞的场景，立志要投身这项事业，多年后，他梦想成真，成为一名航天人，并成长为中国航天的领军人才，他就是长征五号火箭的总设计师李东。
当科学家、宇航员是无数孩子的梦想，航天发射无疑是打开梦想之门的一把钥匙。也许未来中国航天的领军人物，也会守在电视前、关注着手机，等待“胖五”托举火星探测器升空的那一刻。
星辰，尽在眼前；梦想，触手可及。
按照计划，长征五号遥五火箭也将在2020年实施发射，将“嫦娥五号”探测器送入地月转移轨道，完成我国首次月球采样返回任务。2021年一季度，长征五号B火箭将再次出征，执行空间站核心舱的发射任务。
■数字
★从1961年到今年7月初，人类已经实施火星探测活动44次，成功和部分成功的任务仅有24次，能够着陆火星并成功开展探测任务的仅为个位数。
★受天体运行规律约束，火星探测窗口每26个月一次，并且窗口时间较短。今年全球三个探测器齐聚，共同奔赴火星，开启深空探测的新高潮。
★火星探测器与长五火箭二级分离时，将进入近地点高度200公里的地火转移轨道，速度（11.5公里/秒）略超过第二宇宙速度（11.2公里/秒），创下了我国运载火箭的最快速度
★火星拥有太阳系最大最长的峡谷之一水手峡谷，长约4000千米，深达7千米；它还拥有太阳系最高的山峰奥林帕斯火山，高度超过2万米是珠峰海拔的2.5倍
■资料
中国“天问一号”探测器
重量规格：探测器由着陆巡视器（进入舱和火星车）与环绕器组成，总重5吨，着陆巡视器重1.3吨。
搭乘装备：长征五号遥四运载火箭
发射时间：北京时间2020年7月23日12时41分
发射地点：中国海南文昌航天发射场
时间流程：预计2021年2月11日抵达火星，2月21日变轨进入停泊轨道，4月择机登陆
搭载设备：共搭载13种有效载荷。其中火星环绕器携带7台仪器，火星车携带6台仪器，包括地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪、表面磁场探测仪、气象探测仪。
火星任务：一次实现“绕、着、巡”三步走，对火星进行全球观测、成功着陆火星，以及火星车进行巡视勘测。目标是实现对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等进行科学探测，进而有利于建立起对火星全面而基础的认识。
任务周期：在火星表面工作90多天
■深度
中国首次探火要过多少难关
如何实现超远距离深空通信？火星探测器发射后将经历怎样的历程到达火星？
全球首次难度超高
我国首次火星探测任务凭借火星环绕器和着陆巡视器的超强阵容，可一步实现火星“环绕、着陆、巡视”三个目标，这是其他国家在首次实施火星探测任务时从未实现过的。
相比月球探测，火星探测任务的难度更大。由于火星相对地球距离较为遥远，对发射、轨道、控制、通信和电源等技术领域都提出了很高的要求。
中国航天科技集团八院“天问一号”探测器系统副总师兼环绕器总设计师王献忠介绍，研制团队不仅攻克了火星制动捕获、长期自主管理等关键技术难点，更实现了地火间的超远距离测控通信，并将通过环绕探测实现火星全球性、综合性探测，完成火星表面重点地区高精度、高分辨率精细详查。
临门一脚拿捏精准
火星捕获是火星探测任务中技术风险最高、最为重要的环节之一，在火星探测器从地球飞向火星的过程中，能够被火星引力所捕获的机会只有一次。利用火箭助推，探测器获得了摆脱地球引力的能量，使用精心设计的转移轨道，探测器能够最终顺利抵达火星附近。
然而，受限于携带的推进剂有限，环绕器在抵达火星后，必须把握住唯一的机会对火星进行制动捕获。此次火星探测任务捕获时探测器距离火星仅400公里,而此时探测器相对火星的速度高达4到5公里每秒，一不留神就会撞击火星或飞离，捕获的成功与否成为火星探测任务成败的关键。
在这一制动捕获过程中，火星环绕器面临诸多挑战。由于捕获时探测器距离地球1.93亿公里，单向通信时延达到10.7分钟，地面无法对这一制动过程进行实时监控，只能依靠探测器自主执行捕获策略。此外，在制动过程中，环绕器需要在自身出现突发状况时自主完成相应处理，最大限度保证火星捕获成功。
多样载荷任务各异
此次火星环绕器上共搭载7种有效载荷，可对地火转移空间、火星轨道空间、火星表面及其次表层开展科学探测，获取行星际射电频谱数据、火星表面图像、火星地质构造和地形地貌、火星表层结构和地下水冰分布、火星矿物组成与分布、火星空间磁场环境、近火星空间环境和地火转移轨道能量粒子特征及其变化规律。
其中中分辨率相机可对火星全球开展地形地貌普查，高分辨率相机可对火星重点地区开展局部高分辨率地形地貌详查，将为火星拍下来自中国的“定妆照”。
■特写
“天问”将“透视”火星内部
随着“天问一号”探测器23日发射升空，一系列“黑科技”装备正在飞赴火星途中。其中，装在火星车上的次表层探测雷达，将在抵达后对火星地表以下10米甚至100米深度的火星内部结构进行“透视”。
据该雷达的研发单位中国科学院空天信息创新研究院介绍，这是一种基于火星车平台的高分辨率次表层地质结构探测雷达，是实现火星探测工程科学探测任务的重要载荷之一。据了解，火星车次表层探测雷达可以探测巡视区表面土壤厚度、冰层结构，获取火星地表和次表层超宽带全极化回波数据；还可以探测巡视区次表层结构，获取次表层地质结构数据。
火星车最引人瞩目的就是竖立在前端的桅杆，顶端的方形设备就像机器人的脑袋。而顶端的方形盒子，就是火星车的“眼睛”，上面有帮助火星车避开障碍来实施前行实时探测的全景相机，还有识别矿物质成分的多光谱相机。在火星车上，还装有4个“大翅膀”，这正是太阳能电池板。除此之外，火星车还配有探测雷达、磁场探测仪和气象测量仪，可以对火星进行全方位的探测。
■解答
着陆巡视器在哪降落？火星乌托邦平原南部
中国首次火星探测任务新闻发言人、国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰介绍说，“天问一号”探测器将飞行约6.5个月抵达火星并实施捕获制动，进入环火轨道。经过约2.5个月的环绕飞行后，于2021年4月择机实施降轨机动。
着陆巡视器与环绕器分离后，环绕器升轨返回到停泊轨道。着陆巡视器将在火星乌托邦平原南部预定区域实施软着陆。
本版文字综合新华社、中新、中广报道
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