北京時間2020年7月23日12:41，長征五号遙四運載火箭從海南文昌航天發射中心一飛沖天，帶着天問一号開啟前往火星的征途。毫無疑問，這是中國航天的裡程碑時刻，标志着我國向深空探測邁出重要一步。

值此喜大普奔之際，努力做一份科普，希望能讓大家對天問一号有更全面的認識。

1.螢火一号

首先，要為螢火一号正名。現在媒體幾乎清一色地将天問一号稱為中國首次火星探測任務，這是不嚴謹且不負責的，難道螢火一号不配擁有姓名？實際上，螢火一号才是中國第一個火星探測器。

螢火一号是一個環繞火星探測的小型衛星，2011年11月搭乘俄羅斯福布斯号采樣返回探測器的順風車發射升空。遺憾的是，在發射進入太空後，探測器未能成功變軌，最終墜毀于太平洋。

所以，嚴格來說，将天問一号稱為中國首次火星探測任務實有不妥。都說忘記曆史就等于背叛，螢火一号以及背後辛勤付出的科研人員絕對值得銘記。對于天問一号，歐陽自遠院士提出了一種更恰當的說法——中國首次自主火星探測。

2.天問一号，這是計劃的一部分！

2020年4月24日，在第五個中國航天日線上啟動儀式上，本次火星探測任務名稱和圖像标識正式發布，天問一号就此名震江湖。

在這組意義深遠的名稱與圖形标識背後，藏着的是更為長遠而宏偉的藍圖——中國行星探測工程。中國航天将中國行星探測工程命名為天問系列，而天問一号隻是計劃的一部分。

“天問”出自《楚辭》，來源于中國偉大詩人屈原的長詩，作品對天地、自然和人世等一切事物現象進行想象與發問，從宇宙之本源，到陰陽之俱化；從天地之構造，到星辰之往亘。

以“天問”作為工程名稱，表達了中華民族對真理追求的堅韌與執著，體現了對自然和宇宙空間探索的文化傳承，寓意探求科學真理征途漫漫，追求科技不斷創新永無止境。

相應的，中國航天為中國行星探測工程設計了完美的圖形标識，名為攬星九天。

太陽系八大行星依次排開，表達了宇宙的五彩缤紛，呈現了科學發現的豐富多彩。飽含動感、氣韻流動，開放的橢圓軌道整體傾斜向上，展示了獨特字母“C”的形象，代表了中國行星探測-China，體現着國際合作精神-Cooperation，标志着深空探測進入太空能力-C3。

天問一号是中國行星探測工程邁出的第一步，未來還會有更雄心勃勃的計劃，諸如火星采樣返回任務、小行星采樣返回任務、木星探測任務等等。是的，我們的征途是星辰大海！

3.天問一号去火星幹什麼？

天問一号是一項極具挑戰的任務，計劃一次性完成對火星環繞、着陸、巡視，即所謂的“繞、落、巡”，然後對火星展開全面而深入的探測。

公開資料顯示，天問一号由一個軌道器和一個着陸器/巡視器組合體組成，重約5噸，共攜帶了13台科學載荷。其中，軌道器上7台——中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達、火星礦物光譜探測儀、火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀、火星能量粒子分析儀；巡視器上6台——多光譜相機、次表層探測雷達、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、地形相機。

通過軌道器和巡視器的天地聯動探測，天問一号将緻力于完成五大科學目标：

（1）研究火星形貌與地質構造特征。探測火星全球地形地貌特征，獲取典型地區高精度形貌數據，開展火星地質構造成因和演化研究；

（2）研究火星表面土壤特征與水冰分布。探測火星土壤種類、風化沉積特征和全球分布，搜尋水冰信息，開展火星土壤剖面分層結構研究；

（3）研究火星表面物質組成。識别火星表面岩石類型，探查火星表面次生礦物，開展表面礦物組成分析；

（4）研究火星大氣電離層及表面氣候與環境特征。探測火星空間環境及火星表面氣溫、氣壓、風場，開展火星電離層結構和表面天氣季節性變化規律研究；

（5）研究火星物理場與内部結構。探測火星磁場特性。開展火星早期地質演化曆史及火星内部質量分布和重力場研究。

如果一切順利，天問一号将為促進人類認識火星貢獻一份中國力量。

4.發射升空，但道阻且長

天問一号發射升空令人振奮，但需要指出的是，這隻是億裡長征的第一步。

接下來，天問一号将在太空飛行約7個月，預計于2021年2月抵達火星軌道。然後，天問一号需要經曆被火星捕獲、進入環繞火星軌道、軌道器與着陸器/巡視器分離、着陸器/巡視器着陸火星、巡視器駛下着陸器等重重考驗。

其中，着陸器/巡視器着陸火星是最為兇險的過程，也就是著名的恐怖七分鐘。

實際上，恐怖七分鐘是NASA的一種說法，指的是探測器要在大約短短七分鐘之内，經過一系列複雜操作，切入火星大氣，從時速上萬公裡緊急刹車，最終平穩着陸火星表面。

而且，由于地球與火星相距約5500萬公裡-4億公裡，兩者之間通訊來回存在數分鐘至數十分鐘的延遲。這意味着在探測器着陸火星過程中，無法進行人為幹預，一切隻能由探測器按照設置好的程序自主進行。

具體到天問一号，它不是直接切入火星大氣，而是從環繞火星的橢圓軌道切人，速度會更緩慢一些，整個着陸過程略長于七分鐘，技術難度相對較低，但挑戰依然巨大。

天問一号着陸器/巡視器着陸火星的過程大緻如下：

（1）氣動減速，将速度從4800米/秒減至460米/秒；

（2）打開降落傘，将速度從460米/秒減至95米/秒；

（3）動力減速，探測器的反推發動機點火，将速度減至3.6米/秒，在100米高度懸停避障，最後從3-4米出自由落地，依靠着陸緩沖機構吸收勢能，減少沖擊，安全着陸。

按計劃，天問一号的着陸器/巡視器将在抵達火星軌道2-3個月後進行着陸，候選着陸點為火星烏托邦平原。

5.寫在最後

火星是人類成為跨星球物種的最佳選擇，是人類邁向星辰大海的重要踏闆。如今的探測不僅是滿足人類的好奇心，還是為未來殖民火星做準備。

值得一提的是，探測火星是一項充滿挑戰的事業。人類探測火星的曆史已經持續了近60年，共計發射了四十幾次火星任務，成功率卻隻有一半左右，而登上火星的探測器更是屈指可數。

迄今為止，成功登陸火星并且正常運作的探測器有且僅有8個，它們全部來自美國，分别是海盜1号、海盜2号、旅居者号、勇氣号、機遇号、鳳凰号、好奇号、洞察号。

最後，祝願天問一号一切順利，早日在火星上留下中國足迹。

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