2021年3月16日,“天问一号”拍摄的火星南半球影像。“天问一号”成功进入火星轨道后,已成功实施了四次变轨,目前天问一号仍在火星轨道上获取火星大气和降落地点等数据。接下来我们将迎接它的下一个任务:登陆火星表面,预计“天问一号”着陆巡视器于5、6月份着陆火星表面。
此前,国家航天局探月与航天工程中心副主任、中国首次火星探测任务新闻发言人刘彤杰表示,“天问一号”后续至少还要闯两关,方能圆满实现探测目标。其一,当探测器完成环绕任务后需要寻找一个非常好的小窗口,让它进入到火星大气;其二,软着陆在火星表面还不算做完工作,因为我们还要把火星车释放到火星表面上,让它走起来并开展探测,火星车上有6台科学仪器要发挥作用,难度也很大,因为我们对火星表面的环境认知还是相当少的。
2月10日,“天问一号”顺利进入火星轨道。据航天八院介绍,总的来说,“天问一号”的环绕器主要取得了以下四个突破。精准捕获“天问一号”抵达火星附近时,相对于火星的速度约为4~5千米/秒,因此,环绕器在接近火星后要抓住唯一的机会制动减速,实现对火星的捕获。捕获时探测器距离火星最近仅400千米,稍有偏差就会撞击火星或飞离。由于单向通信时延达到了约11分钟,所以只能依靠探测器自主执行捕获。
在完成火星探测任务中,最关键的一个环节就是着陆巡视器在火星着陆。这是由于火星距离地球遥远,测控信号十分微弱,且延时达10分钟以上,所以必须提前给着陆巡视器注入数据,使它完全自主精确地闯过气动减速、降落减速、制动减速、着陆减速等一系列难关,任何步骤都不能有一点失误。
其难度被形容为相当于从巴黎打一个高尔夫球,正好落到东京的某个洞里;其着陆过程也被称为“恐怖的7分钟”,目前全球火星探测器着陆的成功率不到50%。
虽然火星比地球小,但是要在其约一亿四千万平方公里的火星表面,为火星探测器选择一个合适的着陆点,并不是一件容易的事情,它必须满足两个最基本的条件:一是在工程上可实施。
比如,着陆地点要相对开阔平坦,那里的地形不应该过于崎岖不平,以便在探测器着陆时不受到损坏,着陆安全是第一位的,如果不安全,其它方面将不予考虑;另外还要能与地球进行测控通信,光照比较充足等。二是在科研上有价值,是研究人员十分感兴趣的地方。比如,着陆地点的地质构造、物质元素比较丰富,其他国家没有探测过,因为空间探测的成果,只有世界第一,没有国内第一。
所以,选择火星着陆地点需要航天工程师与行星科学家相互配合共同完成。