大家好，這里是探尋原野，7月23號(hào)長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭，搭載著天問(wèn)1號(hào)火星探測(cè)器，在我國(guó)海南文昌衛(wèi)星發(fā)射基地成功發(fā)射，預(yù)計(jì)在7個(gè)月后抵達(dá)火星。

地球與火星之間的最近距離約為5500萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)距離則超過(guò)4億公里。面對(duì)這么遠(yuǎn)的距離將探測(cè)器送往火星，這究竟要具備什么條件，要經(jīng)歷哪些階段呢?這一期讓我們一起來(lái)探討一下吧!

第一步：選擇合適的發(fā)射時(shí)機(jī)。在往火星發(fā)射探測(cè)器時(shí)，我們通常會(huì)選擇路程最短、消耗燃料最少、所用時(shí)間最短的路線進(jìn)行發(fā)射，以此來(lái)降低成本和提高發(fā)射的成功率。當(dāng)火箭探測(cè)器升空后，首先進(jìn)入的是近地飛行軌道，然后經(jīng)過(guò)7個(gè)多月的漫長(zhǎng)飛行，在接近火星時(shí)，探測(cè)器通過(guò)自身減速，被火星捕獲，從而進(jìn)入火星繞行軌道。根據(jù)這個(gè)相遇的節(jié)點(diǎn)，我們可以反推出，發(fā)射時(shí)地球與火星之間的最佳相對(duì)位置，這個(gè)位置的時(shí)間段，就是所謂的火星探測(cè)窗口期，這個(gè)時(shí)間段不是我們?nèi)藶橐?guī)定的，而是根據(jù)地球與火星有規(guī)律的運(yùn)行計(jì)算出來(lái)的，它客觀存在，大約每隔26個(gè)月出現(xiàn)一次，在窗口期內(nèi)往往會(huì)出現(xiàn)火星探測(cè)器的發(fā)射高峰期。

第二步：進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道。負(fù)責(zé)這次將天問(wèn)1號(hào)火星探測(cè)器送上太空的是長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭，它中間箭體的直徑達(dá)5米，4個(gè)助推器的直徑達(dá)3米，整體高57米，大約20層樓高，總重達(dá)870噸，起飛時(shí)推力高達(dá)1000噸。位于火箭最前端的是整流罩，里面裝有這次火星探測(cè)任務(wù)的主要設(shè)備，分別為環(huán)繞器、著陸器和巡視器，它們重約5噸。火箭點(diǎn)火升空后，火箭的實(shí)時(shí)測(cè)控任務(wù)也隨之展開(kāi)。這次的測(cè)控任務(wù)動(dòng)用了?；鶞y(cè)量船、陸基深空測(cè)控站和天基衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)的三位一體結(jié)合的測(cè)控力量，它們協(xié)同工作，實(shí)時(shí)采集火箭的距離、方位、姿態(tài)、速度等信息，然后將采集到信息源源不斷地傳回地面飛行控制中心?？刂浦行牡墓ぷ魅藛T根據(jù)傳回來(lái)的信息進(jìn)行分析，根據(jù)火箭的實(shí)時(shí)情況，又針對(duì)性地對(duì)火箭發(fā)出飛行修正和深空機(jī)動(dòng)等指令。在探測(cè)器飛往火星的過(guò)程中，就是通過(guò)這樣的協(xié)同工作，來(lái)確保探測(cè)器安全地飛行。

第三步：被火星捕獲。經(jīng)過(guò)7個(gè)多月的飛行后，探測(cè)器抵近了火星，此時(shí)它的任務(wù)就是通過(guò)上面的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)，來(lái)改變自身的飛行速度，以便被火星的引力所捕獲，從而進(jìn)入環(huán)火星軌道，成為火星的一顆衛(wèi)星。這個(gè)環(huán)節(jié)是整個(gè)火星探測(cè)任務(wù)的關(guān)鍵，也是難點(diǎn)之一，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極高。當(dāng)探測(cè)器的速度低了，它便直接墜毀在火星上;速度高了，它便不會(huì)被火星的引力捕獲，從而直接飛向太空，探測(cè)任務(wù)也同時(shí)宣告失敗。這個(gè)制動(dòng)過(guò)程時(shí)間極短，通常不到一分半鐘。而這時(shí)地球與火星之間的距離將近兩億公里，它們一個(gè)單程的通訊時(shí)間就要10多分鐘，由于通訊時(shí)間的延遲，此時(shí)的地面控制中心根本無(wú)法對(duì)它作出動(dòng)作控制指令，所以只能靠探測(cè)器自身來(lái)作出調(diào)控，這個(gè)階段探測(cè)器通過(guò)自身攜帶的光學(xué)導(dǎo)航敏感器，對(duì)火星極其衛(wèi)星等物體進(jìn)行拍照，對(duì)距離、位置等信息進(jìn)行采集，然后通過(guò)自身處理，來(lái)作出相應(yīng)的動(dòng)作，以這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，從而完成它的任務(wù)。可以想象這種難度有多高。

第四步：離軌著陸。當(dāng)進(jìn)入火星衛(wèi)星軌道后，著陸器帶著巡視器與環(huán)繞器分離，向火星地表降落，而環(huán)繞器則繼續(xù)環(huán)繞著火星衛(wèi)星軌道飛行，一方面擔(dān)任著中繼通訊衛(wèi)星的角色，另一方面在軌道上展開(kāi)科學(xué)探測(cè)。當(dāng)著陸器與巡視器安全到達(dá)地面時(shí)，巡視器便從著陸器上走向火星地表，最終開(kāi)始它的科學(xué)探測(cè)任務(wù)。

關(guān)鍵詞： 天問(wèn)一號(hào)