火星表面示意图
2020年是中国火星探测元年。万众期待下，“天问一号”顺利升空，将为中国打开火星之门，使我们真正进入深空、走近火星。探测器为何叫“天问一号”？登陆火星有多难？各国又为何“扎堆”去火星？大家口中所说的着陆“恐怖7分钟”又是怎么回事呢？看新华社为你一一解惑。
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为何叫“天问一号”？
中国古代称火星为“荧惑”。其中“荧”代指火星由于土壤富含氧化铁而发出的红光；“惑”则出于古人对火星运行缺乏规律而感到的困惑。
本次火星探测任务中的“天问”一词，出自2300多年前的爱国诗人屈原所著《楚辞》中的同名长诗《天问》。全诗通篇都是对天地、自然和人世等一切事物现象的发问。
遂古之初，谁传道之？
上下未形，何由流量套餐考之？
冥昭瞢暗，谁能极之？
冯翼惟象，何以识之？
“宇宙诞生之初的情况人们是怎么知道的？天地未分，混沌无垠，是谁考定而知之的？幽明之理，难知难晓，谁能穷极其本源？天地既分，惟象无形，何以识知它的形象？”
早在先秦时期，屈原就已对当时的天文学提出了质疑，这是可贵的科学精神萌芽。这与如今科学家们对火星的不断探究精神不谋而合，故此为名。
2
登陆火星有多难？
火星，古往今来自带一抹神秘色彩。早从60年前开始，人类就开启了对这颗赤色星球的探索。然而，几十年间，探测的成功率却不足一半。
有数据显示，自上世纪60年代以来，人类的火星探测活动达40多次，成功率却不到50%，其余的项目都出现探测器撞毁、失灵或失踪等情况。为流量套餐此，在业界火星甚至被称为“探测器坟场”，其探测难度可想而知。
火星探测为何如此之难？地火两星相隔甚远是一大原因。我们常说火星是地球的邻居，但它却实在算不上“近邻”。据测算，地火之间最远距离约4亿公里，最近距离也有约5500万公里，是地月距离的150倍。因此火星探测器在抵达目的地之前，往往需要飞行很长的距离，时间长达7-8个月。
在这个长途旅行中，对探测器的发射、轨道、控制、通信、电源、入轨、着陆等技术都有很高要求。所以，“探火”可比“探月”要难多了。
3
为何夏季“扎堆”去火星？
众所周知，火星、地球都绕太阳公转，但两者速度不同、轨道也不同。因此只有每隔约26个月，才能等到地火直线距离最近的时候，此时两流量套餐行星距离约为5500万公里。而在这一时刻前后，从地球发射火星探测器，能让人类“探火”之旅的“赶路”时间更短、所携燃料更少、成本也更加低廉。简单来说，此时是“抄近路”去火星的最佳机会，航天工程上所说的发射“窗口期”也由此而来。
7月20日，阿联酋的“希望号”火星探测器发射成功；7月23日，我国的“天问一号”火星探测器顺利升空；此前美国也宣布，将于7月30日发射“毅力号”火星探测器。今夏的7至8月，全球迎来了发射火星探测器的“高光时刻”。有能力进行火星探测的国家，当然都不愿错过这个“窗口期”。因此，也就不难理解为何会出现多个国家“扎堆”去火星的状况。毕竟如果错过这次窗口期，下一次的好时机可就要等到2流量套餐022年了。
4
“三套餐”组合是什么？
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。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米深度的火流量套餐星内部结构进行“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。
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，美国即将发射的“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。
5
落地7分钟有多“恐怖”？
整个火星探测任务中，最难的便是着陆这一关。由于地火距离遥远，因此火星探测器需要完全自主导航控制完成着陆之旅。
着陆器在“奔火”的途中一直流量套餐处于高速飞行状态，因此在再入、下降与着陆过程中，要在7分钟内将探测器的时速从两万千米降低到零。正是这个过程被称为“恐怖7分钟”。这一阶段，探测器的防热措施是否可靠，降落伞、气囊和缓冲火箭等能否按程序工作都至关重要。而由于着陆过程时间太短，远不够完成一次地火通讯。这就意味着全程超过1000个动作的降落过程必须依靠火星探测器自主完成，对软件和硬件的要求极高。
然而，茫茫深空中，失之毫厘，谬以千里。历史上许多探测器都在这“恐怖7分钟”里功亏一篑。例如2016年10月20日，欧洲“火星生物学-2016”中的“夏帕雷利”，因为1秒的计算失误导致降落伞与防热罩提前分离，最终硬着陆而撞毁。因此虽然着陆器降落时流量套餐间短暂，但它的成功与否，却直接决定着整个火星任务的成败。
6
我们为什么一定要去火星？
月球之后，人类选择的下一个目标往往是火星，原因在于它的自然环境与地球最为相似。因此火星被视作除地球外有可能孕育生命的星球之一，也被认为是未来人类最有可能移居的行星，这些都吸引着多个国家去探索这颗神秘的星球。
从20世纪60年代起，人类就开始不断地向火星发射探测器，然而成功着陆火星的国家只有美国。火星探测作为航天强国的重要标志之一，在这一深空探测的科学浪潮中，又岂能少了中国的身影？
如果说此前探测月球只是“热身运动”，是为探测火星作准备，那么经过多年来的打基础、练技术，目前的中国已具备开展自主火星探测的能力。“天问一号流量套餐”成功升空，仅仅是迈向深空的第一步。数月后，如果“天问一号”任务圆满成功，那么我国将成为世界上第二个登陆火星的国家，也代表着我国深空探测技术水平站到了世界前列。
火星，我们来了！
本版稿件综合新华社 人民日报客户端 图片据新华社
（更多报道详见A12版）
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