中国火星探测计划

Aaron

2019年11月14日，我国首次火星探测任务着陆器悬停避障试验在位于河北省怀来县的地外天体着陆综合试验场圆满完成，此次试验是我国火星探测任务首次公开亮相，试验模拟了着陆器在火星环境下悬停、避障、缓速下降的过程，对其设计正确性进行了综合验证。

截至2016年12月，人类已进行了45 次火星探测活动，美国、俄罗斯、日本、印度、欧洲空间局等国家或组织都已制订了各自的长远的火星探测计划，全方位地开展对火星生命信息、环境、大气、岩石、水及内部构造等的探测与深入研究。日前国家航天局宣布，中国将于2020年择机实施首次火星探测任务计划。

经过长期的观测和50多年的近距离探测，人类已经对火星有了一定的了解，在火星科学研究领域取得了巨大的成就，但这还远远不够。无论是火星电离层、火星大气层、火星土壤、火星内部结构，还是火星的形成与演化过程等，都存在着许许多多的科学问题有待我们进一步探索和考证。而火星作为地球的近邻，其表面是否存在或曾经存在生命，一直以来更是得到高度重视。探寻火星过去或现存的生命迹象，探索能否将火星改造成人类的第二个栖息地，将是未来国际火星探测的一大主流。

中国火星天团

根据天体运行的规律，每隔约26个月发生一次的“火星冲日”，是探测器发射的最佳时间，在此期间地球与火星距离较近，可用较小花费和较短时间将探测器送往火星，而最近的“火星冲日”在2020年7月。有鉴于此，2020年成为了热门的发射航天器登陆火星的年份，40多亿年来一直“寂寞沙洲冷”的火星也将变得分外热闹。

按照规划，火星探测器发射后，大概需要经过 200天左右的飞行，才能最终到达火星。而这半年多的时间里，一支中国火星天团将一直陪伴着、守护着探测器，直到它顺利平安地到达火星。完成火星探测任务中负责探测器飞行控制的团队来自北京航天飞行控制中心，他们就像是火星探测器的引路人。火星探测器发射后，将在这个团队的帮助下到达火星，完成“绕、落、巡”一系列任务。

北京航天飞行控制中心火星探测任务总师崔晓峰说，他们的工作简单来讲就是在飞行器飞向火星过程当中，对飞行器进行控制，控制它的飞行方向，能够顺利准确朝着火星飞行过去，最终到达火星的引力场。被火星捕获以后，成为火星环绕的一个飞行器，然后才有条件在适当的时机经过再次精准控制，使它能够准确降落在火星上预定的降落区域。

想要一次性成功到达远在几千万公里外的火星，飞控团队不仅要给探测器规划一条最为科学的路线，还要保证它时刻按照规划路线前进。一旦偏离轨道，可能会影响整个任务的最终结果。

崔晓峰说，因为火星距离特别遥远，遥远了以后，信号延迟非常大，另外信号的量非常少，在这种情况下，对它进行控制，就要采取一系列不同于以往任务的措施和技术，使得它能够在火星表面完成它既定的工作，同时要保证巡视器的安全。

这个团队的成员平均年龄30岁左右，别看年纪不大，但是对于飞控来说，他们都是老手。从2017年团队正式组建以来，他们一直围绕如何能够准确带领探测器到达火星而忙碌着。

后来者

北京航天飞行控制中心是中国载人航天工程和探月工程的指挥控制中枢。从1999年执行神舟一号首飞任务至今，一直保持着100%的飞控成功率，历次重大任务全部万无一失。其中包括载人航天“十战十捷”，以及圆满完成探月工程“绕”和“落”4次任务飞控目标。

虽然，中国已经开展了四次月球探测任务，全部取得成功，但在探測火星方面，我国还是“后来者”。不过，通过探月工程的锻炼，我们已经掌握了深空探测器的轨道设计、自主导航、测控通信、表面软着陆等关键技术，积累了丰富的经验，为火星探测任务的成功实施奠定了坚实的基础。

中国首次火星探测任务，将探测火星的空间环境、地形地貌、地表结构、大气运动等重要信息，为下一阶段的探测任务收集基础数据。中国首次火星探测任务虽然起步较晚，但奋起直追的决心很大。此前，只有美国在一次火星探测任务中，成功实现“绕”和“落”，欧洲曾两次尝试火星表面着陆，但都以失败告终。我国首次火星探测，在一次任务中，实现“绕、落、巡”三大工程目标，这在世界火星探测历史上也是前所未有的。当然，我们面临的挑战也空前巨大。

人类已经开展了40多次火星探测任务，但只有18次获得了成功，成功率仅40%。探索火星的旅途并非坦途，需要经历长达7-8 个月的行星际飞行、飞行旅程数亿千米，从地球上发过去的信号需要20 多分钟之后，才能被火星探测器收到。在进入大气层之后，要经历7 分钟左右的急刹车，避免高速撞击到火星表面坠毁。即便经历重重困难，终于成功登陆火星，火星车还要穿越崎岖不平、坑坑洼洼的地形，经历强风和大范围的沙尘暴，承受火星表面强烈的宇宙射线照射，这些都是我们要面对的难题。

在中国首次火星探测任务中，环绕火星上空运行的轨道器上，将搭载高、中分辨率相机，光谱仪、磁强计、雷达探测仪、离子和中性粒子探测仪等科学仪器；火星车上将搭载探地雷达、相机、光谱仪、小型气象站、磁场探测仪等科学仪器。利用这些科学仪器获得的探测数据，将帮助我们更好地认识和了解火星。

如果说，月球探测打开了中国人探测深空的大门，火星探测则是中国第一次真正意义上的行星探测任务，是我们迈向深空的关键一步。正如中国科学院院士、著名的天体化学家欧阳自远所说的那样：“在深空探测上，中国应该飞得更远，中国也有能力飞得更远！”

环球飞行2020年1期