人類對(duì)地球的“姊妹星”火星的探測(cè)始于上世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)和美國(guó)率先展開(kāi)，后期日本、歐空局、印度相繼加入這一行列。幾十年來(lái)，火星探測(cè)成功率僅為一半左右。前蘇聯(lián)在1960-1988年間進(jìn)行了近20次探測(cè)任務(wù)，但沒(méi)有一次取得完全成功。在20世紀(jì)90年代以后，成功率才達(dá)到三分之二左右。

　　那么，開(kāi)展火星探測(cè)的難點(diǎn)在哪里呢？

　　第一，距離遙遠(yuǎn)。火星距離地球在5600萬(wàn)—4億千米之間，且變化區(qū)間大。地火距離和相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)方案總體設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)劃管理等提出了更高要求。目前，人類探測(cè)器飛往火星耗時(shí)大約要7個(gè)月。此外，火星與地球并不處在同一平面內(nèi)，軌道設(shè)計(jì)難度可想而知。由于距離問(wèn)題，地火之間信號(hào)傳輸時(shí)延達(dá)到23分鐘，標(biāo)準(zhǔn)的火星著陸過(guò)程持續(xù)時(shí)間僅7分鐘左右，這意味著全程的降落過(guò)程必須依靠探測(cè)器自主完成。

　　第二，窗口難得。根據(jù)地火在太陽(yáng)系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，約26個(gè)月出現(xiàn)一次從地球發(fā)射探測(cè)器到火星的機(jī)會(huì)，這就是所謂的“窗口期”，一旦錯(cuò)過(guò)就需要等待兩年多。在本窗口期，阿聯(lián)酋“希望號(hào)”已經(jīng)啟程，我國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”已整裝待發(fā)，美國(guó)“毅力號(hào)”也將于近期發(fā)射奔火。

　　第三，需要強(qiáng)力運(yùn)載火箭。前往火星，不僅需要擺脫地球引力，還需要擺脫太陽(yáng)的強(qiáng)大引力，這意味著更強(qiáng)力的運(yùn)載火箭是探測(cè)火星的先決條件。今年的火星探測(cè)任務(wù)中，各國(guó)都拿出了自己的王牌運(yùn)載火箭，阿聯(lián)酋使用日本H-2A運(yùn)載火箭，美國(guó)使用宇宙神五號(hào)運(yùn)載火箭，我國(guó)使用長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭。

　　第四，著陸難度大。火星大氣密度僅為地球的1%左右，可以利用它對(duì)探測(cè)器進(jìn)行減速，但過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高達(dá)2000攝氏度的熱量。火星著陸器既需要隔熱罩隔絕熱量，還需要配備減速、降落傘進(jìn)一步減速。但不足以讓探測(cè)器減速到可實(shí)現(xiàn)軟著陸的水平，另需要反推發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行減速，實(shí)現(xiàn)懸停、避障、降落。

　　第五，著陸區(qū)域與時(shí)機(jī)的選擇。火星表面溝壑縱橫，砂礫遍布，對(duì)著陸點(diǎn)的選擇和火星車的路徑規(guī)劃提出了更高的要求。由于長(zhǎng)期風(fēng)化，缺乏溫室效應(yīng)又導(dǎo)致火星不同區(qū)域氣壓差很大，進(jìn)一步導(dǎo)致火星表面風(fēng)力強(qiáng)勁，經(jīng)常出現(xiàn)沙塵暴。

　　無(wú)畏挑戰(zhàn)的科學(xué)精神永遠(yuǎn)閃耀，探索浩瀚宇宙的步伐不會(huì)停止。我國(guó)天問(wèn)一號(hào)任務(wù)目前正在做最后的發(fā)射準(zhǔn)備，即將開(kāi)啟飛向火星的夢(mèng)想之旅，敬請(qǐng)期待。

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