本刊編輯部
5月15日7時18分,我國首次火星探測任務“天問一號”探測器在火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)著陸,在火星上首次留下中國印跡,邁出了我國星際探測征程的重要一步。后續(xù),“祝融”號火星車將依次開展對著陸點全局成像、自檢駛離著陸平臺并開展巡視探測。
“落火”過程充滿風險,用驚心動魄來形容毫不為過。簡單描述的話,“落火”意味著“天問一號”要在9 分鐘內(nèi)從2 萬千米/ 小時的速度降至到0 米/ 時。雖然此前我國已有月表著陸經(jīng)驗,但是此次“天問一號”火星軟著陸任務更加艱難。專家介紹,我國是首次實施火星探測任務,對火星的環(huán)境、大氣等參數(shù),缺乏第一手數(shù)據(jù)。一方面,火星表面存在大氣(火星大氣的密度是地球大氣的1% 左右),因此火星比月球表面有更復雜的環(huán)境;另一方面,火星離地球距離更加遙遠,通信時延達到20 分鐘左右,因此整個著陸過程中,相距遙遠的地表來不及做任何處置,只能靠“天問一號”自主完成,經(jīng)歷“未知九分鐘”。
在一個完全未知的環(huán)境中進行,落火過程難度可想而知。凌晨1 時許,“天問一號”探測器在停泊軌道實施降軌,機動至火星進入軌道。4 時許,著陸巡視器與環(huán)繞器分離,歷經(jīng)約3小時飛行后,進入火星大氣。在進入火星大氣層以后,“天問一號”首先借助火星大氣,進行氣動減速,其間,它克服了高溫和姿態(tài)偏差氣動。減速完成后,“天問一號”的下降速度也減掉了90%左右。緊接著,“天問一號”打開降落傘降速,當速度降至100m/s 時,“天問一號”通過反推發(fā)動機進行減速,由大氣減速階段進入動力減速階段。
在距離火星地表100m 時“天問一號”進入懸停階段,它搭載的微波測距測速敏感器、光學相機等6 臺儀器都同時開啟,通過對地面的測量、分析,再平移選區(qū),選擇更加安全的地表著陸。到了著陸階段,著陸巡視器在緩沖機構的保護下,抵達火星表面。
經(jīng)過約9 分鐘的減速、懸停避障和緩沖,“天問一號”成功軟著陸于預選著陸區(qū)。兩器分離約30 分鐘后,環(huán)繞器進行升軌,返回停泊軌道,為著陸巡視器提供中繼通信。按照計劃,90 個火星日后,火星車將結束巡視探測工作,環(huán)繞器也將進行軌道調(diào)整,從而開展環(huán)繞科學探測。
我國首次火星探測任務于2016 年立項,計劃通過一次任務實現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測目標?!疤靻栆惶枴碧綔y器于2020 年7 月23 日在海南文昌由長征五號運載火箭成功發(fā)射;2021 年2 月10 日成功實施火星捕獲,成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星;2 月24 日探測器進入火星停泊軌道,開展了為期約3 個月的環(huán)繞探測,為順利著陸火星奠定了基礎。
“天問一號”任務突破了第二宇宙速度發(fā)射、行星際飛行及測控通信、地外行星軟著陸等關鍵技術,實現(xiàn)了我國首次地外行星著陸,使我國成為繼美國之后第二個成功著陸火星的國家,在中國航天事業(yè)發(fā)展中具有里程碑意義。執(zhí)行火星探測任務期間,我國航天局與歐空局、阿根廷、法國、奧地利等國際航天組織和國家航天機構開展了有關項目合作,將共同為探索宇宙奧秘、增進對火星演化的認知、了解生命起源等貢獻智慧和力量。