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传奇心得 2022-01-23 181

自第一颗成功飞越火星的水手4号探测器发射之后，人类就开始对这颗地处太阳系宜居带边缘的地外行星进行了长达半个多世纪的探测活动，期间共发射了45个火星探测器，然而却没有一个是我国独立实施的火星探测项目，在缺席火星探测五十多年之后我们终于开始奋起直追。

NASA好奇号火星车

2016年上半年我国火星探测工程正式立项，在长达3年多研制时间里鲜少有相关信息披露，直到前不久航天科技集团首次公开火星一号探测器进行热真空测试照片后，我们才得以一睹庐山真面目。

怎一个大字了得的火星一号飞船

火星探测根据工程难度不同，由易到难可以分为绕、落、巡、回四大步骤，印度曼加里安号火星探测器就是最初级的绕火卫星。

在人类向火星发射的45个探测器中成功的仅有18个，成功登陆火星表面的只有美国一家。目前人类实施的最高难度火星探测方案就是巡视探测，全球200多个国家和地区目前也只有美国一家先后成功部署了4辆火星车。

人类成功部署的第一辆火星车旅居者号

火星探测以2000年为分水岭，整个20世纪虽然人类向火星发射了为数不少的探测器，但却仅有一辆11.5公斤的旅居者号火星车，此后的3辆火星车皆为21世纪产物。

我国火星一号的厉害之处在于，第一次自主实施火星探测任务就要一举完成“绕、落、巡”三大任务，尤其是直接对标最高难度的火星表面巡视任务。

火星一号着陆与巡视器

火星一号巡视器重量比玉兔二号月球车大出将近一倍，达到240公斤，与之对比美国2003年发射的勇气号与机遇号两辆火星车重量均为185公斤。体格更健硕的火星一号巡视器能力自然更强，首先是越障能力更强，就行驶速度而言不仅远超勇气与机遇号，甚至已经可以比肩NASA最先进的好奇号火星车，还创造性地开发了蟹行与蠕动功能。

火星一号为5吨级规模探测器（火星探测有史以来最大单次发射吨位规模），共分为两大结构，金黄色舱段是轨道器，上半部锥体舱段则是包络着陆巡视器的进入器。

火星一号进入器

在漫长的地火转移飞行段，轨道器将作为服务舱提供动力支持，抵达火星轨道后轨道器将变身为环绕火星运行的卫星，对火星进行全球探测，同时作为负责着陆巡视器与地球之间通信的中继卫星。

过去基于积累经验考虑我国很多航天项目往往选择更加谨慎务实的技术方向，有人说这是保守，现在我们敢于挑战自我，又有人说这是冒进，想一口吃个胖子，那么事情真相究竟是怎样呢？

火星一号巡视器

我们虽然在火星探测领域有长达半个多世纪的缺席，但进入21世纪以来深空探测功力却是突飞猛进。先后成功实施嫦娥一号、二号、三号、五号T1试验器、四号共五次月球探测项目，尤其是嫦娥三/四号连续登陆月球正面与背面，积累了充足的地外星球登陆经验。

在嫦娥探月工程刺激下已有两国探测器试图登陆月球，结果全部失败，其中还有自诩火星探测大国的印度，而我们在探月工程牵引下布局全球建成了足以触达太阳系边缘的深空测控网。

嫦娥四号发射升空

有人说火星与月球环境不可同日而语，的确两颗星球登陆条件确实不同，但这并不意味着技术不能继承。

登陆火星最难环节是再入火星大气的生死7分钟，期间需要经过气动减速、降落伞减速、动力减速三大环节使探测器速度从时速2.1万公里降为零。

嫦娥四号7500N变推力发动机

得益于嫦娥三/四号落月项目成果，我国火星一号着陆器使用了久经考验的7500N变推力发动机，又得益于大推力优势我们不需要像欧美那样采用多台小型降落发动机方案，而是只需一台。也不用像印度月船2号那样一锤子买卖，而是加入了悬停避障环节，意思就是着陆器还没有接触火星表面速度就已经降为零，可以极大程度提高着陆任务成功率。

就在8天前由航天科技集团六院801所承担的火星一号探测器推进分系统成功完成悬停、避障、缓速下降与着陆试验，进一步验证了探测器在降落阶段的控制性能，为任务的成功实施再一次奠定基础。

火星一号动力减速降落

除了可以继承嫦娥探月工程使用的降落发动机，还有就是玉兔二号月球车超乎寻常的抗寒能力，再过一个多月它就将成为人类运行时间最长的月球车。此时此刻嫦娥四号着陆与巡视器正在经历第十一个月夜期零下190多度的极低温考验，与之对比火星最低温度仅为零下87度左右，与月球低温相比是小巫见大巫，火星一号巡视器自然也可以继承玉兔二号月球车的抗低温组件。

之所以敢为天下先，在首次自主探火任务中完成最高难度系数的绕落巡任务，是因为我们有了充分的任务经验积累，做到了事半功倍。