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中国火星着陆器祝融号清晰照片传出，可以很清楚  火星距离地球非常遥远，火星、地球绕太阳的相对运动，使得火星、地球距离每天都在变，即使火星距离地球最近的时候，也有5,500万公里，火星最远距离地球4亿公里。所以火星上的无线电信号发往地球，传输速率比较低，而且需要中继。  虽然祝融号已经在火星上漫游了，但是各种高清现场照片会延后发回。 我们第一眼看到这张照片，就会发现和以往所有拍摄的登陆器的着陆照片都不一样，很显然以往登陆器的照片下方都没有如此深的一个坑，这个坑深不见底，简直可以称为一个洞。  祝融号火星车连登陆器的总质量是1100公斤，其中火星车250kg。 这个质量只相当于美国毅力号火星车的四分之一，但是毅力号降落到火星上的状态是属于空中吊车式的吊放，不可能在地面上冲出这样的坑。 其他的火星登陆器由于底板离地面太近，所以也没有办法拍到这样的深坑。 唯一能够与之相对比的就是美国阿波罗飞船在月球上着陆的照片。  其实，火箭降落在外星表面减速着陆的过程，物理学上并不复杂，就是牛顿力学的作用力和反作用力，以及作用力和加速度之间的关系。 月球的重力加速度是地球的1/6，也就是9.8÷6=1.63米每秒平方左右，火星的重力加速度是3.7米每秒平方，相当于地球的38%。 同样质量的着陆器在火星上着陆，理论上火箭反推数据，要比在月球上着陆推力应该大3.7÷1.63=2.67倍。 火箭发动机减速的时候，下面吹出来这个坑的深度其实是可以估算的，这个原理就是爆炸物爆炸能量和坑深度的关系。  用这种方法估算出来的坑的深度有误差，但是没有数量级上的误差，同等条件下的火箭的冲击坑深度是可以类比的。 一般的情况下，爆炸物的炸坑深度和爆炸能量的1/3次方成正比，也可以说炸坑深度的3次方正比于爆炸的能量。 陨石的撞击当量一般就可以用这个方法算出来，1,000万吨TNT的撞击当量可以产生72米深的撞击坑。  减速发动机的工作时间乘以减速发动机的功率，就是制造坑的能量。 除此以外，还有一种计算能量的方法，就是用着陆器发动机起始工作时着陆器的速度的平方乘以着陆器的质量，再除以2。 登陆火星时减速的过程，要比月球上减速要复杂 这里并不仅仅在于月球的重力加速度要小。 因为火星有一个稀薄的大气层，这个大气层稀薄到对于减速的作用不大。  同时它的存在，又让我们不能忽略它的摩擦作用，着陆器进入火星大气层时，摩擦生热温度可以高达1600度（再入地球大气层会超过3000度）。 所以火星着陆器仍然有防热装置，但是月球上的着陆器就根本不需要防热，因为月球表面就是真空。 火星上的大气的密度只有地球大气的1%，所以同样的降落伞在火星上的减速作用远远不如地球上。火星上的着陆器开减速伞以后仍然会高速下降，在接近着陆地点的时候，减速发动机要有强大的推进力。  祝融号着陆器的减速火箭反推力为7500牛，这个减速火箭是西安生产的。我要告诉大家一个事实：嫦娥5号登月舱也用相同的减速火箭，但是嫦娥5号的登月舱要大得多。 嫦娥5号飞船的总质量是8200公斤，这其中含有轨道飞行器的质量，因为这一部分是不降落在月球表面的。降落在月球表面的，只有着陆器、登月车、上升返回器。  落月这一部分的质量目前没有公布具体数据。但是它的结构类似于美国阿波罗登月舱。 阿波罗飞船总质量是45吨，其中指挥舱是6吨，围绕月球飞行的轨道服务舱是25吨，剩下的着陆器为14吨。 但是嫦娥号的着陆器质量占比较大，因为嫦娥号的轨道飞行器不含有生命维持功能，阿波罗的轨道飞行器里面还有一个宇航员。 所以嫦娥5号着陆器的质量应该为总质量的50%~30%之间，质量在4吨到2.4吨之间。  使用相同的反推火箭，理应对着陆面造成同样大小的冲击坑。 但是火星着陆器造成的冲击坑明显比嫦娥5号要深。 嫦娥5号下面火箭发动机冲出来有一个浅坑，因为火星的地质条件也会影响坑的深度。 因为火星上曾经有水，地表有冲积物覆盖层，大家可以从图片上看出来，火星的地表类似黄土高原的地表，差不多就是土。  但是月球表面下面都是碎石。所以嫦娥5号的登月器用相同的火箭发动机造成的坑，大概也只有30公分深。 如果我们假定嫦娥5号登月器的质量是3吨，那么阿波罗登月舱的减速火箭发动机的功率应该是嫦娥5号火箭的4.6倍。 这样的火箭产生的冲击坑的深度是4.6的1/3次方×30公分，等于55公分。 阿波罗登月器高有6米，宽有4.3米，所以这个55公分的坑，在庞大登月器的背景衬托下不太显眼。 阿波罗登月舱的照片拍摄角度较低，下面那个坑也没有完全拍出来。 美国登月肯定是真的，但是有极少部分照片，因为种种原因被处理过。 但是总的来说，月球上同样的发动机工作的时间可能要短一点，吹出来的坑没有火星上那么大，这也反映出火星的登陆比较困难，所以火星的登陆被称为恐怖的7分钟。 |
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