从月球到火星是探测太阳系的科学路径和主要方向。探月工程之后，火星探测将成为我国未来深空探测的重点。不过，这是一项极具挑战的任务。特别是，火星着陆过程中，着陆器高速进入火星大气，在通过大气阻力实现减速并安全着陆的过程中，需要经历技术难度最大、失败概率最高的“黑色七分钟”。那么，怎样才能实现在火星表面的安全着陆呢？
由于航天飞行能力的约束，在可以预见的将来，人类还无法飞出太阳系。
而在太阳系内，只有火星的自然环境与地球最相似，是太阳系中唯一经改造后适合人类长期居住的天体，也是人类移居外星球的首选目标。毫无疑问，人类探索火星的道路将充满挑战，但这种挑战和冒险精神，才是人类社会蓬勃发展的原生动力。从深空探测的发展战略分析，不管是载人重返月球还是载人登陆小行星，最终瞄准的目标都是载人登火星，只是实现途径不同而已。
载人登陆后，人类将朝着建立火星前哨站、改造火星环境、火星移民的长远目标逐步迈进。
由于地球和火星都是运动的天体，所以从地球出发的火星探测器并非任何时候都可以发射，而是每隔2年零2个月（780天）才有一次发射机会，这样的发射机会称为“发射窗口”。也就是说，火星探测器的“发射窗口”每隔26个月才会打开一次。
这是因为每隔780天，太阳、地球、火星就会排列成一条直线，这被称为火星冲，此时是发射火星探测器的好机会。更进一步，如果发生火星冲的时候，火星正好处于离太阳最近的位置（近日点），这时火星与地球的距离也最近，称为火星大冲。火星大冲每隔15～17年才会发生一次，所以每到这个难得的时机，往往就成为各国竞相开展火星探测的丰年。上一次火星大冲出现在2003年8月23日，当时火星距离地球5575万公里。
这一年的6月2日，欧洲发射“火星快车号”环绕探测器和“猎兔犬2号”火星车，6月10日美国发射“勇气号”火星车，7月7日美国再次发射“机遇号”火星车。下一次火星大冲将在2018年7月出现，届时火星距离地球5759万公里。三年后，我们就将看到另一场火星探测的盛宴。20年后的2035年9月，是另一个火星大冲，届时火星距离地球5691万公里，人类航天史上继阿波罗登月之后最伟大的时刻可能上演。
基于对航天技术能力和火星探测战略的认识，我们预测：人类有望在未来20年左右首次登陆火星表面。如果2035年没能实现载人登陆火星的话，下一次机会就只能等到2050年了。
火星探测的方式主要包括遥感探测和着陆探测两种。遥感探测主要通过轨道器实现，目的是对火星表面开展全球性遥感；着陆和巡视探测主要通过着陆器和火星车来实现，目的是对火星表面重点地区开展定点精细探测，并寻找火星曾经或现在存在生命的证据。
轨道器飞行在火星大气层之外，技术上相对容易一些。而如果是火星车或着陆器，则需要穿过火星大气层才能“踏上”火星表面，这期间需要经历惊心动魄、生死攸关的一幕。探测器从130多公里的高空进入火星大气，时速高达21000公里（每秒5.9公里），要在短短七分钟的时间内，让探测器的速度降至零，从而实现安全着陆。这也是所有火星探测任务中技术难度最大、失败概率最高的关键时刻，被称为“黑色七分钟”。
回顾世界各国的火星探测历史，我们发现，安全着陆在火星表面主要通过3种方式来实现：第一种方式是气囊缓冲。1996年12月4日发射的“火星探路者”采用气囊缓冲成功着陆至火星表面，初步验证了火星大气进入、减速和着陆缓冲全过程的可行性；2003年6月和7月分别发射的“勇气号”与“机遇号”火星车，使气囊缓冲着陆的方式得到了充分验证，成功实现了对火星表面较大范围的巡视。第二种方式是着陆支架缓冲。
2007年8月4日发射的“凤凰号”着陆器比“机遇号”和“勇气号”更重，如果依靠降落伞和安全气囊着陆，则须使用更大的降落伞、更重的气囊，但这又会占用本该用于科学仪器的重量。因此，“凤凰号”采用了着陆支架缓冲的方式，实现了在火星北极地区的安全着陆。第三种方式是空中吊车着陆。
2011年11月26日发射的“好奇号”火星车（又叫“火星科学实验室”）的重量将近1吨，是“勇气号”、“机遇号”火星车的5倍，长度是它们的2倍，携带了众多的先进探测设备。为实现这个“大块头”的安全着陆，“好奇号”任务团队研发了新的着陆方式——天空起重机，实现了更大质量载荷的大气进入、减速、着陆。
在经过大气摩擦减速和降落伞减速后，“好奇号”的“空中吊车”开启8台反推发动机，从而进入主动减速的缓慢下降段。空中吊车和“好奇号”火星车组合体的速度降至0.75米/秒之后，空中吊车用缆绳将火星车缓慢下放。当火星车下降到距地面的某个设定高度时，缆绳被自动切断，从而实现火星车在一定距离范围内的安全着陆。
火星表面着陆方式的选择不仅与航天技术水平有关，也与着陆器或巡视器的质量和工作方式有关。
一般而言，质量较轻的巡视器大多采用气囊缓冲方式着陆，包裹的气囊较小，方便火星车顺利驶出并开展科学探测；为避免减速不足导致巡视器及其载荷受损，质量较重的巡视器则不宜采用气囊缓冲，应采用着陆支架缓冲方式吸收着陆冲击，这种着陆方式在探月工程“嫦娥三号”任务研制中已有成功经验。
对于更重的探测器，则需要采用反推火箭减速的空中吊车着陆方式，可以最大限度减少着陆冲击，但该技术对测控、数据传输和自动控制等技术要求较高，难度较大。
为了让大家更容易地理解火星着陆的关键技术，我们选择刚刚完成论证工作，并启动实施的欧洲“火星生命”计划作为典型案例，详细分析火星着陆的技术难点。
欧洲“火星生命”计划（Exobiology on Mars）的全称为“火星上的太空生物学”计划，包括2016年和2018年两次发射任务。该计划预算约16亿美元，目的是探测甲烷等微量气体的生物学证据、研究火星上的生物进化或地质演变过程、搜寻火星生命信号。除此之外，该计划还要试验火星表面着陆关键技术，对火星表面环境进行勘察，为后续火星探测任务奠定基础。
2016火星任务主要包括三大科学目标：1）寻找火星过去存在或现在存有生命的痕迹；2）分析火星次表层土壤中的水和化学环境；3）研究火星大气中的痕量气体成分及其来源。
另外，通过2016火星任务的实施，“火星生命”计划将实现四大技术目标：1）验证将科学仪器安全着陆在火星表面的大气进入、减速和着陆（EDL）技术；2）实现火星车对火星表面的巡视探测；3）实现火星次表层样品采集；4）实现火星样品采集、封装、转移和分析。
在2016火星任务之后，欧洲还将实施“火星生命”计划2018任务，发射一辆火星车，携带一套钻探工具和多套科学仪器，钻探至两米深的土壤层，以研究火星土壤的化学成分和可能的生命信号。
既然登陆火星的技术难度很大，说了这么多，最后希望尽一个科研工作者的本分，指出一些有违科学精神的社会现象。
此前，荷兰一家公司抛出了一项名为“火星一号”的太空计划，声称将在2023年实现人类首次移民火星，将挑选两男两女共4名志愿者，用有去无回的“单程票“奔赴火星。据说，有4位华人已入选初步候选人，国内外媒体也纷纷报道。但是正如前面所述，去往火星的载人飞船从进入130公里高度的火星大气层顶部开始，要在七分钟的时间内，将航天器的飞行速度从时速两万多公里下降至零，经受“黑色七分钟”。人体能否承受这种高速冲击？
飞船外壳的隔热能力是否足够？飞船将采用何种方式着陆？这些都还没有答案。而且，世界上还没有任何国家成功研制载人火星飞船，研制周期将达到10年以上。因此，载人登陆火星的关键技术瓶颈还远没有突破，相关技术还不完善，更何况，提出“火星一号”计划的荷兰公司并没有获得任何有技术实力的太空科研机构的支持，根本不可能有技术能力将人安全地送上火星。
此外，载人登陆火星是一项十分庞大而复杂的系统工程，技术难度和经费需求将远远超越“阿波罗”登月计划。美国航天局仅研制一辆不载人的“好奇号”火星车的总花费就高达25亿美元，预计载人登火星的经费支出至少需要上千亿美元。因此，靠个人捐助实现如此庞大的太空项目基本不太可能。火星是太阳系内最类似地球的一颗行星，载人登陆火星是人类走出地球最关键的一步，寄托着全人类的希望。
因此，登陆火星是一项全人类共同努力才能实现的宏大事业，各国科学家正在为这一宏伟目标而努力。太空探索是全人类的共同事业，人类探索太空的目的应该是纯粹的，即以探究未知世界，造福人类社会为宗旨。至于“火星一号”所谓的火星移民，本来就只是一种商业炒作，我们没有必要过度关注这个项目，更没有必要对它充满期待。