2020 年 7 月 23 日，文昌衛星發射中心，長征五號運載火箭搭載“天問一號”探測器，點火升空，發往火星。早在上個世紀，美國就已經把人送上了月球，現在已經 2020 年了，只是送一個探測器去火星，很難嗎？答案是：難，而且很難！　　

　　圖片：江程杰

　　為什么？給大家看兩組數字。

　　第一組：50%。

　　這是人類開始火星探測至今的 60 年里，火星探測大致的成功率。是不是覺得還可以，至少有一半成功了？

　　那么，看下對比：人類金星探測的成功率約 77%，月球探測的成功率約 76%，土星的泰坦衛星探測的成功率是 100%，相比之下，探測火星確實很難，火星也被稱為“探測器墳場”。

　　第二組：5500 萬公里——4 億公里。

　　這是地球和火星之間的距離。最遠的時候，火星離地球的距離超過了 4 億公里。我們每晚抬頭都能看到的月亮，月球距離地球有多遠呢？答案是 36.3 萬——40.5 萬千米，地火距離是地月距離的幾百倍。

　　即使我們巧妙地選擇了發射窗口，能夠最省時到達火星，天問一號也將孤身一人在太空中飛行近 6 個月。而且這已經是我們能達到的最快速度，如果換乘 900km/h的客機，飛同樣的路線起碼需要四五十年。

　　天問一號不僅要孤身一人走過這段很長的路，還準備挑戰“一次三連”——一口氣搞定環繞、著陸、巡視，為我們帶來更多對火星的認識。

　　那么，要完成難度這么高的任務，航天人和科學家一定是全程密切關注、坐在電腦旁，對天問一號下達各種指令，進行精密操作吧？

　　然而，受制于通訊，天問一號在深空的大多情況下是無法被遠程協助的。

　　我們還是沒辦法實時操控奔赴火星的天問一號，主要還是因為地球到火星實在太遠了，信號傳輸需要時間。

　　當地球與火星處于最大距離時，通信信號光速傳輸單程就需要 22 分鐘！22 分鐘的延時是什么概念？想象一下這個場景——你開啟了一把緊張刺激的實時競技游戲，開局，你發出了“請求集合”的信息，你的隊友們在 22 分鐘后，收到了這條莫名其妙的信息并看了看他眼中呆若木雞的你，看了看慘敗的戰績，點擊了“收到”并集體將你舉報。

　　也就是說，天問一號大多時候必須獨立作業。

　　可以這么理解，她初次上場，剛出地球這個新手村，便被告知“你已經是一個成熟的探測器了，要盡量獨立解決前所未有的難題，我們已經把秘籍都傳授給你，帶著全村的希望，出發吧！”

　　那么，這個“被迫成熟”的探測器是如何決勝千萬里之外，進星趕考，獨當一面的呢？我們要結合著她的三個目標一起說：

　　目標一：火星環繞

　　顧名思義，就是一圈一圈環繞著火星并在過程中展開各項探測。

　　火星探測器飛行效果圖（圖片來源：國家航天局）

　　想要進行環繞，就要先從地球到達目的地——火星軌道。這個難度相當于——從巴黎打一個高爾夫球，正好落到東京的某個球洞里。靠奇跡嗎？不，靠科技——從地球飛抵這個軌道，探測器需要 6 至 11 個月的時間。

　　期間會受到太陽系內多個天體的引力擾動，還會受到太陽風、空間輻射的干擾，探測器會通過內置的陀螺儀、天文導航、多普勒導航等多個儀器來對自身的姿態與位置進行確認，同時與地面超算平臺得到的軌道進行比對，進行調整。

　　而且，火星質量僅有地球的 10.7%，與地球相比非常輕，引力影響范圍很小，所以，本來高速飛行的天問一號到了火星附近時，還必須及時剎車，準確滑入環繞火星軌道。這些動作不僅要一氣呵成，還不能出一點差錯，否則便是“星際迷航”，且沒有“回頭路”可言。

　　目標二：火星著陸

　　經過2—3 個月的環繞，有了環繞時的測繪積累，天問一號對著陸區將會有更多了解，按照計劃，天問一號的軌道探測器和火星車、著陸平臺會進行分離，軌道探測器留在火星軌道繼續空中探測，火星車和著陸平臺將執行驚心動魄的第二個目標——在“探測器墳場”下降并著陸。

　　這可謂跨過鬼門關。在這無法人工干預的短短八分鐘之內，探測器需要先把速度從每秒 4.8 千米降為0。火星著陸器需要隔熱罩，需要配備減速降落傘進一步減速，同時，還需要反沖發動機聯合工作。這個降落過程有超過 1000 個動作，全部靠探測器自主完成。

　　接下來，當距離地面 100 米時，它還要懸停。此刻，探測器相對地面的速度已經是 0 了，需要看一下地面有沒有坑、有沒有大的石頭，對這些障礙物進行規避，找到一個相對安全的位置，保證順利落地。

　　目標二的時間很短，大概有 7 到 8 分鐘，但卻是整個任務的關鍵和難度巔峰，人類一共有 15 次火星著陸任務成功進入了火星大氣層，但只有 8 次任務成功著陸并順利開展探測工作，近一半的考生在這一關卡“名落孫山”。

　　目標三：火星巡視

　　火星車與著陸平臺平穩降落后，將在火星上走走看看，開展科學探測。

　　中國火星車概念圖（圖片來源：國家航天局）

　　“天問一號”有五大科學目標，主要涉及空間環境、表層環境、地下淺表層結構等研究，火星車上攜帶的 6 種載荷將對相關科學問題開展探測，比如大氣環境測試儀，可以獲取火星溫度、風力等信息。

　　這些問題聽起來很枯燥，但其實我們關心的那些問題——比如，火星上有生命嗎？人類有可能移居火星嗎？，都需要通過研究這些科學問題，才能回答。可以說，天問一號在火星走出的每一小步，都是中國深空探測的一大步。

　　如果要說探測火星的意義，我想引用中科院院士萬衛星說過的話。

　　他說：“古往今來，人們世代思考?3?個最深邃的問題：我們從哪里來？我們向何處去？我們在宇宙中是否孤獨？無論答案曾有過多少種，可以肯定的是，人們在地球上只能窮盡證據，卻無法找到判據，因為“不識廬山真面目，只緣身在此山中”。走出地球再回望，置身局外才能獲得更有意義的全新視角。因此，深空探測承載的不僅僅是人類對宇宙和自身的好奇，還有尋求判據的希望。”

　　今天，天問一號踏了上漫漫征途，就在兩個月前（5 月 20 日），萬衛星院士病逝，沒能看到這一幕，但是天問一號仍然承載了他的殷切希望、承載了無數科研人員的汗水和淚水、承載著中華民族數千年的問天夢想、承載著我們最初的、無窮的想象和勇氣，上路！出發！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2020年送个探测器去火星难不难？答案是：难，而且很难！的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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