采访人员从国家航天局获悉 ， 科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认 ， 5月15日7时18分 ， 天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区 ， 我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功 。
凌晨1时许 ， 天问一号探测器在停泊轨道实施降轨 ， 机动至火星进入轨道 。 4时许 ， 着陆巡视器与环绕器分离 ， 历经约3小时飞行后 ， 进入火星大气 ， 经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲 ， 成功软着陆于预选着陆区 。 两器分离约30分钟后 ， 环绕器进行升轨 ， 返回停泊轨道 ， 为着陆巡视器提供中继通信 。 后续 ， “祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测 。
“天问一号”任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术 ， 实现了我国首次地外行星着陆 ， 使我国成为继美国之后第二个成功着陆火星的国家 ， 是中国航天事业发展中又一具有重大意义的里程碑 。
落火过程步步惊心
“天问一号”探测器整个降落过程大致分为进入—减速—软着陆三步 。
据航天科技集团五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯介绍 ， “天问一号”在进入火星大气层以后首先借助火星大气 ， 进行气动减速 ， 这个过程它克服了高温和姿态偏差 ， 气动减速完成后“天问一号”的下降速度也减掉了90％左右 。
紧接着“天问一号”打开降落伞降速 ， 当速度降至100m／s时 ， “天问一号”通过反推发动机进行减速 ， 由大气减速阶段进入动力减速阶段 。
在距离火星地表100m时“天问一号”进入悬停阶段 ， 它搭载的微波测距测速敏感器、光学相机等6台仪器都同时开启 ， 通过对地面的测量、分析 ， 再平移选区 ， 选择更加安全的地表着陆 。 到了着陆阶段 ， 着陆巡视器在缓冲机构的保护下 ， 抵达火星表面 。
总的来说 ， 整个过程“天问一号”需在9分钟内将2万千米／小时的速度降至到0米／时 。 值得一提的是 ， 虽然此前我国已有月表着陆经验 ， 但是此次“天问一号”火星软着陆任务更加艰难 。 一方面火星表面存在大气（火星大气的密度是地球大气的1％左右） ， 因此火星比月球表面有更复杂的环境；另一方面火星离地球距离更加遥远 ， 通信时延达到20分钟左右 ， 因此整个着陆过程相距遥远的地表来不及做任何处置 ， 只能靠“天问一号”自主完成 ， 经历“未知九分钟” 。
航天科技集团五院总体设计部火星巡视器总体主任设计师陈百超表示：“我国是首次实施火星探测任务 ， 对火星的环境、大气等参数 ， 我们没有一手数据 。 所以相当于我们到了一个完全未知的一个环境 ， 难度可想而知 。 ”
【火星探测|落火！成功了！】尖端技术保驾护航
火星探测风险高、难度大 ， 探测任务面临行星际空间环境、火星稀薄大气、火面地形地貌等挑战 ， 同时受远距离、长时延的影响 ， 着陆阶段还存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等难点 。
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 。 超音速降落伞是减速技术中难度最大的一个环节 。 火星降落伞的开伞条件比较特殊 ， 主要体现在超声速、低密度、低动压开伞 。 针对这些条件 ， 航天科技集团508所在伞的设计研制中 ， 从伞型的选择、设计参数的选取、材料的选用、局部结构的改进等方面采取了相应的特殊性措施 。 充分借鉴以往探空火箭相同伞型的经验 ， 以及国外火星探测降落伞的成果 ， 对盘缝带伞的设计参数进行了优化 ， 首次使用了一些新研制的特纺材料 ， 并在伞绳连接等环节首次使用了插接工艺 ， 相比缝纫工艺连接强度显著改善 。
因探测环境差异巨大 ， 天问一号需要接受“冰火两重天”的温度考验 ， 航天科工三院306所为天问一号研制了两类高性能纳米气凝胶材料 ， 以其高效防寒隔热功能为火星探测任务保驾护航 。 其中超低密度纳米气凝胶隔热板用于阻隔火星表面低至－120℃的极寒环境 ， 该类超轻质材料密度仅为常规气凝胶材料的十分之一 ， 可以有效降低火星车负载 。
说到“天问一号”这次安全翻越“万水千山”的漫长旅行 ， 它身上的一件“法宝”不得不提 ， 那就是由航天科技集团五院529厂精心研制的“冲锋衣” 。 这是一种涂饰在航天器外表面的热控制材料 ， 它通过自身对太阳光谱辐照的反射能力 ， 以及其自身的红外辐射特性 ， 从而有效地减少空间环境对航天器内部造成的温度影响 。 这款“冲锋衣”还要抵抗空间中时时刻刻的高能紫外辐照、原子氧轰击以及多种高能粒子与电离辐射的攻击 ， 全方位成为航天器的外部保护屏障 ， 可谓“天问一号”奔火旅途中的全效防护服 。
按照计划 ， 90个火星日后 ， 火星车将结束巡视探测工作 ， 环绕器也将进行轨道调整 ， 从而开展环绕科学探测 。 他们后续会给我们带来什么意想不到的发现和惊喜呢？让我们一起拭目以待！
（经济日报经点科学工作室出品 采访人员：姜天骄）
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