據(jù)央視新聞報(bào)道，剛剛，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)探測(cè)器在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)由長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭發(fā)射升空，天問之旅正式開啟。

探測(cè)器將繞地飛行 200 多天并進(jìn)入火星軌道，明年 4 月份，一臺(tái)火星車將被降落到火星表面，并工作 90 天。

去火星，需要哪些硬性條件？本文從時(shí)機(jī)、運(yùn)載工具、飛行過程等角度為大家解讀。

首先是時(shí)機(jī)。

選擇此時(shí)在海南文昌發(fā)射火星探測(cè)器，可以說是天時(shí)地利。

今年 6 月到 8 月，地球與火星之間的距離最短，探測(cè)器飛行起來省時(shí)間還省燃料。

下個(gè)這樣的窗口期要等兩年多。

所以今年有 3 個(gè)國(guó)家都要探測(cè)火星，周一，阿聯(lián)酋在日本發(fā)射了 “希望號(hào)”火星探測(cè)器，接下來是美國(guó)。

而文昌發(fā)射中心的地理緯度低、離赤道近，探測(cè)器發(fā)射后變軌簡(jiǎn)單，還能省下不少燃料。

第二是要有火力夠猛、實(shí)力夠強(qiáng)的運(yùn)輸工具——火箭。

這次發(fā)射任務(wù)的運(yùn)載工具是我們熟悉的 “胖五”，這個(gè)高約 57 米，起飛重量約 800 多噸的大力士，能載重 25 噸，相當(dāng)于能把 16 輛汽車送入太空，而 “天問一號(hào)”探測(cè)器總重才 5 噸。

全球火箭性能排名，胖五能位列第三，所以說運(yùn)載工具不是問題。

第三是精準(zhǔn)無誤的軌道運(yùn)算——探測(cè)器前往火星只能通過 “霍曼軌道轉(zhuǎn)移”。

探測(cè)器先繞著地球飛行，然后瞬間加速進(jìn)入一個(gè)橢圓形的轉(zhuǎn)移軌道，在橢圓形的近供點(diǎn)加速進(jìn)入火星軌道，等接近火星軌道時(shí)，探測(cè)器要 “剎車”降低速度，讓自己被火星捕獲。

這種軌道變化的方法，就被稱為 “霍曼轉(zhuǎn)移”，耗時(shí) 6 個(gè)月到 11 個(gè)月不等，轉(zhuǎn)移過程的干擾因素非常多，包括其它天體干擾、太陽風(fēng)、空間輻射等。

從 1961 年至今，全球火星探測(cè)活動(dòng)達(dá) 40 多次，但是成功變軌進(jìn)入火星軌道的只有 19 次，可見其中的難度有多高。

第四，探測(cè)器的各部分要足夠皮實(shí)、自主能力強(qiáng)。

一般火星探測(cè)有四種方式：飛掠、環(huán)繞、降落、巡視。

“天問一號(hào)”的任務(wù)是要一次挑戰(zhàn) “繞、落、巡”，所以此次的探測(cè)器包括三部分——環(huán)繞器、著陸器和火星車。

而進(jìn)入火星軌道后，一大難關(guān)就是要將著陸器和火星車送到地表，他們需要在 7 分鐘內(nèi)，將時(shí)速?gòu)膬扇f千米降低到零。

這個(gè)過程也被稱為 “恐怖 7 分鐘”，人類現(xiàn)有的 44 次火星探測(cè)任務(wù)中，只有 9 次安然度過 “恐怖 7 分鐘”?；鹦菐缀跏侵懫鞯?“墳場(chǎng)”。

再加上地球與火星之間的通信有 44 分鐘延遲，著陸器相當(dāng)于 “盲降”，必須自主完成超過 1000 多個(gè)降落動(dòng)作，對(duì)著陸器的要求極高。

當(dāng)著陸器順利將火星車送到了火星地表，真正的任務(wù)才剛開始。

火星雖然被稱為太陽系中跟地球最相似的天體：

有地殼、地幔、地核，直徑是地球的一半，表面積約等于地球的陸地面積，表層有高山、平原和峽谷，甚至還有河流的痕跡；

一天有 24 小時(shí) 37 分左右，也有四季交替、五帶劃分，南北極被冰川覆蓋；

空氣中有少量的氧氣、氮?dú)?、氬氣和水蒸氣，主要成分是二氧化碳?/p>

但火星上的天氣非常極端，從龍卷風(fēng)到全球性沙塵現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，有時(shí)沙塵暴還會(huì)持續(xù)數(shù)月，破壞力是地球 12 級(jí)臺(tái)風(fēng)的 6 倍，從天空望去全是土。

“天問一號(hào)”的火星車需要在極端條件下，在 90 天內(nèi)完成 5 項(xiàng)任務(wù)——探查火星地貌和地質(zhì)構(gòu)造；分析火星土壤特征，尋找水冰分布；分析火星表面物質(zhì)成分；調(diào)查火星大氣與氣候；探測(cè)火星電磁場(chǎng)、重力場(chǎng)等物理場(chǎng)。

要完成這些任務(wù)，對(duì)探測(cè)器的要求極高。

其實(shí)從 17 世紀(jì)望遠(yuǎn)鏡發(fā)明以來，人類對(duì)火星的探索就從未停止，在 1840 年就有了首張火星地圖；60 年代，美蘇爭(zhēng)霸期間，就有 12 顆探測(cè)器被爭(zhēng)相送往火星，蘇聯(lián)在 1971 年首次將探測(cè)器落到火星表面。

而中國(guó)直到 1970 年 “長(zhǎng)征一號(hào) “火箭成功發(fā)射，才拉開我國(guó)航天活動(dòng)的大幕，50 年間一路追趕，本來在 2011 年和俄羅斯合作，發(fā)射火星探測(cè)器 “螢火一號(hào)”，最后還是以失敗告終。

2013 年，我國(guó)專家組就確定要自己探索火星，并且制定了 “兩步走”方案，先在 2020 年實(shí)現(xiàn) “繞、落、巡”，然后在 2030 年前實(shí)現(xiàn)火星取樣返回。

加上最近阿聯(lián)酋和中國(guó)，全球總共有 46 次探火活動(dòng)，包括美國(guó) 21 次，蘇聯(lián)和俄羅斯 19 次，日本 1 次，歐洲 2 次，印度 1 次、阿聯(lián)酋 1 次、中國(guó) 1 次。

現(xiàn)在仍在火星軌道環(huán)繞的有美國(guó)、歐洲、印度的探測(cè)器，在火星地表工作的有美國(guó)的 “洞察號(hào)”和 “好奇號(hào)”、歐洲和俄羅斯的 “火星生物學(xué)”、歐洲的 “火星快車”。

最后，這次 “天問一號(hào)”只是發(fā)射任務(wù)的代號(hào)，是 2013 年向網(wǎng)友征集了 3 萬多個(gè)名字，經(jīng)過 300 多萬票才敲定的，“天問”源于屈原長(zhǎng)詩(shī)，寓意為探求征途漫漫。