图①：“天问一号”探测器成功发射。

刘秀军摄（人民视觉）

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7月23日，中国的第一次火星探测任务--天文一号探测器在中国文昌航天发射场发射。随着长征五号遥控四号火箭的点火，我国开启了进一步深空探索的序幕。通过一次发射，中国将完成"绕轨、绕圈和巡逻"三大任务，这在世界空间史上是第一次。

中国第一次火星探测任务"天文一号"正式启航，"天文一号"探测器将在大约七个月后进入地面火转移轨道，将抵达火星附近，通过"刹车"完成火星捕获，进入环形火圈轨道，并选择机会进行着陆、巡逻等任务，火星科学探索。

为什么要去火星？

20多年来，几乎每个发射窗口都是由火星探测器发射的。今年7月，有三个国家计划执行火星任务。为什么人们对火星有热情？

中国第一次火星探测任务发言人、国家航天局月球探索和太空工程中心副主任刘同杰说，火星一直是人类走出地球-月球系统进行深空探索的首选目标。以往的探索发现了存在水的证据。火星上的生存条件以及火星是地球的过去还是地球的未来，已经成为火星研究中的一个重大科学问题。对火星的研究对于理解地球的演化具有重要意义。

根据国家航天局和空间工程中心深空探索部长耿某的说法，太阳系中有八颗行星，火星的自然条件与地球最相似。

从工程实践的角度来看，火星探索也比其他行星探索更容易实现。就任务周期而言，金星和火星作为地球的近邻，飞行大约需要6至10个月。而木星则需要7年才能飞行，水星则需要几年时间。

最难的是什么？

中国第一次火星探测任务的总设计师张荣桥(音译)在接受记者采访时表示，火星探测项目的最大特点是远距离和新环境。

火星距离地球高达4亿公里，从地面发出指令，说探测器要到23分钟后才能执行，这给我们的测量和控制带来了新的问题。"张荣桥说，第二个挑战是新环境。航天器设计的逻辑是首先了解将要消失的环境，并确保航天器通过各种技术、手段和措施适应这个环境，但深空探索的特点是进入一个尚不为人所知的环境。"虽然我们已经成功地在月球上实现了软着陆，但是火星和月球的环境有很大的不同，这使得探测器的设计变得非常困难。

专家说，火星探测中有许多关键环节，如发射段、捕获段、两个装置的分离、着陆时的气动减速等，每一个环节都面临各种挑战。最关键和最核心的环节之一是探测器进入火星大气层后的着陆过程。由于地球与火星之间的距离很远，整个过程不能实时由地面控制，必须由探测器自行完成。这个过程被描述为"黑色七分钟"。

据报道，着陆器进入火星大气层的速度高达每小时18000公里。超高速摩擦将产生高温，经过数千摄氏度的测试后，降落伞将帮助火星车减速。然后，漫游者将开启完全自动驾驶模式，完成自己的减速和悬浮，避免火星表面复杂的地形，然后缓慢地降落到火星表面。

第五航空航天科技集团第五学院火星探测器总设计师孙泽洲说，火星在中国的探测任务起点高、技术跨度大、相关性极其复杂。"这一任务的核心和最困难的部分是探测器进入火星大气层后的气动形状和降落伞减速过程，只有一次成功的机会。

当火星飞行器着陆时，你会做什么？

探测器分为缠绕装置和登陆巡逻队。刘通杰表示，登陆巡逻队将在火星乌托邦平原以南的计划区域进行软着陆。到达火星并不是目标，但获取尽可能有效的科学探测数据才是目标。"据报道，火星周围的轨道装置携带7台科学仪器，而漫游者携带6枚载重。

为了环绕着陆器进行探测工作，专家做了图像归纳：摄影，看火星的样子后，发回火星图像；测量物质，火星表面有什么物质，成分是什么；测量环境，携带这种仪器的最大数量，探测火星磁场环境、离子和中性粒子、高能离子等情况看内部，虽然只能探索浅层的地质结构，但也是关注的焦点，火星地下层状结构，是否存在水冰等；看看天气，火星的温度最终会发生变化，可以测量风，温度测量，压力测量，还可以听火星的声音。

张荣桥说，中国的第一次火星探测任务是2016年正式启动的，经过行业专家的分析和研究，提出了实现"绕轨道、绕圈、巡逻"项目目标的一步。这样的目标对我们来说是困难的，但我们有可能努力工作，踮起脚尖，伸出援手。"通过这次任务的实施，在火星任务的牵引下进行新一轮的创新，对于实现空间技术领域的新一次飞跃，促进中国从航天大国向航天大国的发展具有重要意义。

如何进入深空探测的下一步

专家分析、月球探测项目的经验以及高推力运载火箭等技术的突破，以及1亿多公里的测量和控制，为火星探测任务奠定了坚实的基础。

值得一提的是，长武窑四号运载火箭的整流罩上喷洒着与我国开展国际合作的国家和国际组织的空间机构的标志。国家航天局局长张克健说，火星探测作为一个开放的科学探索平台，包括香港和澳门的高校在内，积极参与了这一发展进程，中国还与欧洲航天局、法国、奥地利、阿根廷等国家和组织开展了多项合作。美国航天局已与40多个国家签署了100多项合作协定。张克健说："国家航天局愿意与发达国家和航天大国以及一些发展中国家合作。中国愿与世界各国分享空间技术，促进全球合作与发展。

火星探测的开始标志着中国已经确定了深空探测领域的下一步方向，中国的行星探索已经形成了总体概念。

据透露，"天文"系列探测任务将继续进行，中国计划在2030年发射第二次火星任务，并将继续推动小行星探测和木星、土星等更远行星的探索。

国家航天局月球探测和空间工程中心主任刘继中介绍了深空探索的未来："除了行星探索之外，深空探索还包括月球探索和太阳探索。今年，中国将推出嫦娥五号月球取样和返回，这是中国月球探测项目第三阶段的结束。它还将探索月球的南极。它已经计划了嫦娥-6、嫦娥-7和嫦娥-8等任务，并期待着今后与国际同行合作建立月球科学研究站。同时，对太阳的探测也会采取多种方法。