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5月15日，中国首次火星探测任务 “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。 “天问一号”探测器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。
 △中国火星探测任务“天问一号”探测器2020年7月23日在海南文昌卫星发射中心顺利升空 今年 2月10日，“天问一号”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，“天问一号”能源平衡，状态稳定，各分系统工作正常。 高速奔驰的“天问一号”如何减速？ 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，在这一过程还要面临开伞困难、开伞不稳定等情况。
 △“天问一号“着陆过程模拟图 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“黑色九分钟”。 什么是“黑色九分钟”？ 目前，人类火星探测任务的成功率仅有五成左右，大部分失败都折戟在“进入/下降/着陆（简称EDL）”这一阶段。
 △“天问一号”动力减速模拟图 “天问一号”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。 大致分为以下几个步骤：进入——下降——软着陆。 △动画模拟“天问一号”探测器着落火星过程 早在EDL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，火星探测器继承了探月工程嫦娥三号、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，我国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。 在进入火星大气层后，“天问一号”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100米/秒时，“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100米时，“天问一号”进入悬停阶段。完成精避障和缓速下降后，着陆巡视器在缓冲机构的保护下，抵达火星表面。
 △火星表面地貌模拟图 总的来说，整个过程，“天问一号”在9分钟内将约2万千米/小时的速度降至到0米/时。 这一过程短暂又复杂，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。 “天问一号”的使命 成功着陆后，“环绕火星、软着陆火星和在火星上巡视探测”的串联任务进行到了最后一步。 着陆后，进入舱将着陆信息通过环绕器转发地面。进入舱和“祝融号”火星车先后完成坡道及太阳翼天线展开，火星车将在第一时间将成功展开的消息传回地面。一切准备就绪后，“祝融号”火星？将自主驶离进入舱，在火星表面开始新的征程。
 △“祝融号”火星车在火星地表工作模拟图 当然，探测火星不仅是工程任务上的突破，更是行星科学研究领域的突破。 除了常规的通讯、能量来源（太阳能帆板）、支撑结构、动力系统等部分外，“天问一号”还携带了13种科学载荷。其中的7个在火星上空的环绕器上，分别是中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪。 另有6台分布在“祝融号”火星车上，分别是多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、地形相机。 它们共有五大使命，主要涉及火星空间环境、地表形貌特征、土壤表层结构等研究，将给中国带来火星的第一手资料。其中，与气象有关的研究项目将收集有关温度、气压、风速和风向的大气数据，并研究火星的磁场和重力场，这些也将解答大众的好奇——火星上究竟是什么样的气候。 “红色星球”上的荒野求生 火星的环境是出了名的恶劣，要想完成使命，火星车首先得活下来。这就需要“祝融号”足够强大。
 △火星表面的沙丘模拟图 如果只看图片，火星的地貌似乎与地球上的沙漠戈壁无异。 事实上，火星上的风速可达每秒180米，这几乎比地球上特大台风风速的三倍还高。 这如野兽般凶暴的烈风会掀起大量的沙尘、石块，形成特大沙暴。 面对这样的情况，火星车的设计师使用了一种新型材料。这种材料不易沾上灰尘，即使沾上，也可以通过振动将其抖落。 火星表面还密布着石块等障碍物，火星车的行驶因此需要更加“小心翼翼”，以免被障碍物卡住造成操作的迟滞。
 △火星车在火星表面工作模拟图 按照计划，90个火星日后，“祝融号”火星车将结束巡视探测工作，环绕器也将进行轨道调整，开展环绕科学探测。 |
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