“天问一号”成功着陆我国成为世界上第三个登陆火星国家

人民网北京5月15日电 （赵竹青）5月15日，我国“天问一号”火星探测器稳稳降落在首选落点——火星北半球的乌托邦平原，融易新媒体，标志着我国首次火星探测任务成功着陆，我国成为世界上第三个登陆火星的国家。

着陆过程“步步惊心” 全程靠“自主”

据航天科技集团五院“天问一号”探测器产品保证经理饶炜介绍，“天问一号”探测器自2020年7月23日成功发射，精确入轨后，已按预定飞行程序在轨飞行了约295天；自2021年2月10日成功环绕火星后，相继完成了着陆区预探测、轨道维持、自检等关键飞行控制任务，期间，能源平衡，状态稳定，各分系统工作正常。

5月15日凌晨2时多，“天问一号”在火星停泊轨道上进入着陆窗口，随后探测器实施降轨，环绕器与着陆巡视器开始器器分离，继而环绕器升轨返回停泊轨道，着陆巡视器运行到距离火星表面125千米高度的进入点，开始进入火星大气，并最终软着陆在火星表面。

“天问一号”火星探测器从火星大气层外缘通过软着陆的方式降落到火星表面，整个着陆过程步步惊心，技术十分复杂。

着陆过程大致分为以下几个步骤。先是探测器瞄准进入火星大气层的一个狭窄的进入走廊，接着气动减速，然后火星专用降落伞展开；待降落伞完成使命后，探测器抛掉大底和背罩，露出着陆平台和火星车；大推力发机动开始工作，探测器观察地面，寻找最安全的具体着陆地点；最后四条着陆腿稳稳降落在火星表面。

整个过程，短暂又复杂，地面完全没有干预的机会，完全靠“天问一号”自主决定各个动作执行的时机。

高速急刹车？“超音速降落伞”显身手

要想平安稳定地降落到火星表面，首当其冲的问题就是让高速奔驰的“天问一号”减速。

但是，与月球探测任务相比，火星探测不仅要面临4亿公里的遥远距离，而且火星环境与地球环境有较大差异且不确知，不仅大气稀薄，而且我们没有火星大气模型实测手段，国内也没有经过飞行验证的数据；此外，火星大气受季节、夜昼、火星风暴等影响非常不稳定；火星表面地形复杂，遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物；火星尘暴较地球更为严重，这些因素给着陆火星带来了极大难题，安全着陆风险非常高。

“超音速降落伞是减速技术中难度最大的一个环节，天问一号在使用降落伞时要保证在超音速、低密度、低动压下打开，而这个过程存在开伞困难、开伞不稳定等问题。”航天科技集团五院“天问一号”探测器总体主任设计师王闯表示。

他解释道，“由于火星大气非常稀薄，进入火星时要求探测器的气动外形具备高效的减速性能，同时需要更轻量化的防热材料。”

经历“恐怖9分钟” 方案选择定“生死”

除了减速设计，火星进入方案的选择也至关重要，甚至可以说决定“生死”。

因为，从开始踏上进入点的那一刻起，“天问一号”就迎来了此次探火旅程中最为凶险、最为惊心动魄的“恐怖9分钟”。

据悉，目前人类火星探测任务成功率仅有五成左右，大部分失败都是折戟在“进入/下降/着陆”这一阶段。“火星探测最大的难点就是着陆，这个过程需要融合气动外形、降落伞、发动机、多级减速和着陆反冲等多项技术才能实施软着陆。每个环节都必须确保精准无误，差一秒都可能造成整个任务的失败。”航天科技集团五院 “天问一号”探测器总设计师孙泽洲说。

“为此，早在着陆前，‘天问一号’在火星停泊轨道上就对着陆区进行了详查预探测，获取了大量的着陆区地形地貌的数据，并对火星尘暴发生的概率进行了评估；同时，火星探测器继承了嫦娥三号、四号、五号成熟的悬停、避障技术，以确保安全着陆。在上述这些措施的基础上，我们还在国际上首次采用了基于配平翼的弹道-升力式进入方案，以降低火星大气参数不确定性带来的风险，提高适应能力。”孙泽洲表示。

“天问一号”成功登陆火星后，我国第一辆火星车即将闪亮登场。让我们期待“祝融”的精彩表现！