火星探測歷程

一、火星與“螢火一號(hào)”

火星這顆漂亮的橙色星球，距離地球最遠(yuǎn)約4億千米，最近約5600萬千米，是太陽系八大行星中，距離太陽第四近的行星，也是距離地球軌道第二近的行星。火紅色的整體外觀更是讓這顆行星格外惹人關(guān)注。古埃及人就曾直接稱火星為“紅色的那顆”，中國古人則稱火星為“熒惑”。

2011年，中國研制的首個(gè)火星探測器“螢火一號(hào)”探測器和俄羅斯的“福布斯-土壤”探測器在哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場一起搭乘俄羅斯運(yùn)載火箭發(fā)射升空。然而由于搭載的俄羅斯“福布斯-土壤”火星探測器出現(xiàn)故障，“螢火一號(hào)”未能進(jìn)入預(yù)定軌道，任務(wù)宣告失敗。

二、中國深空探測技術(shù)的突破

得益于大型運(yùn)載火箭瓶頸的突破和深空探測網(wǎng)的建設(shè)，中國可以自主研發(fā)火星探測器和運(yùn)載火箭，實(shí)行首次火星探測任務(wù)。

（1）大型運(yùn)載火箭——長征五號(hào)：

2016年11月3日20點(diǎn)43分，長征五號(hào)運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射升空。隨后，長征五號(hào)運(yùn)載火箭與其托舉的遠(yuǎn)征二號(hào)上面級(jí)成功分離，上面級(jí)繼續(xù)將實(shí)踐十七號(hào)衛(wèi)星送往預(yù)定軌道。由中國航天科技集團(tuán)公司抓總研制的長征五號(hào)運(yùn)載火箭首次飛行任務(wù)取得圓滿成功。長征五號(hào)作為我國運(yùn)載火箭升級(jí)換代的里程碑工程，是我國全新研制的一型大推力、高可靠、無毒無污染新一代運(yùn)載火箭，也是我國起飛規(guī)模最大、運(yùn)載能力最大、技術(shù)跨度最大的一型運(yùn)載火箭，總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

（2）深空探測網(wǎng)的建設(shè)：

2012年12月13日，在佳木斯、喀什深空測控站的測控支持下，正在執(zhí)行“拓展試驗(yàn)任務(wù)”的嫦娥二號(hào)探測器，在距離地球約700萬公里的深空，與編號(hào)為4179號(hào)的小行星“圖塔蒂斯”擦肩而過，完成了人類對(duì)該小行星的首次近距離光學(xué)成像。2000萬公里、5000萬公里、6100萬公里……嫦娥二號(hào)屢破紀(jì)錄，與此同時(shí)，來自探測器的下行信號(hào)也越來越弱。在2014年，探測器下行信號(hào)逐漸消失。中國深空測控網(wǎng)“初出茅廬”，測控距離就已刷新至1億公里。

2013年12月，佳木斯、喀什深空測控站兩套全新打造的深空測控天線，正式作為參試設(shè)備參加嫦娥三號(hào)任務(wù)，完成了探測器地月轉(zhuǎn)移、環(huán)月、動(dòng)力下降、月面工作段的各項(xiàng)測控任務(wù)。受月面復(fù)雜環(huán)境影響，第二次休眠前，“玉兔號(hào)”月球車機(jī)構(gòu)控制出現(xiàn)異常。經(jīng)過佳木斯深空測控站兩天兩夜的“呼喚”，終于在2014年2月12日夜里，“玉兔”被成功“喚醒”，中國深空測控能力再次得到檢驗(yàn)。

我國深空測控網(wǎng)的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)上限是4億公里，這樣的距離已經(jīng)完全滿足火星探測的需要。然而，中國“牧星人”的志向何止4億公里。2015年7月，在“新視野號(hào)”探測器飛掠冥王星進(jìn)行科學(xué)觀測時(shí)，佳木斯深空測控站成功捕獲探測器信號(hào)，最遠(yuǎn)跟蹤距離達(dá)到47.6億公里。2017年9月，我國深空測控網(wǎng)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)“卡西尼號(hào)”探測器墜毀土星全過程的跟蹤測量，為我國實(shí)施后續(xù)的更遙遠(yuǎn)的自主深空探測任務(wù)，積累了寶貴技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。

2018年，我國相繼發(fā)射“鵲橋”中繼星與嫦娥四號(hào)探測器，并于2019年初實(shí)現(xiàn)了人類探測器首次月球背面軟著陸。剛剛投入使用的海外深空測控站，與國內(nèi)兩大深空測控站完成組網(wǎng)，中國深空測控網(wǎng)實(shí)現(xiàn)首次全網(wǎng)執(zhí)行測控任務(wù)。其全網(wǎng)協(xié)同工作、穩(wěn)定可靠運(yùn)行、多頻段與多目標(biāo)聯(lián)合測控等能力，在此次任務(wù)中經(jīng)受住了全面檢驗(yàn)。

三、天問一號(hào)的“繞”、“落”、“巡”

2020年7月23日，“天問一號(hào)”在文昌航天發(fā)射場發(fā)射成功。器箭分離10分鐘后，探測器接收到了來自海外深空測控站的第一聲問候。近9個(gè)小時(shí)后，位于喀什、佳木斯的深空測控站也相繼捕獲目標(biāo)。在后續(xù)全任務(wù)階段中，中國深空測控網(wǎng)將持續(xù)接收、記錄探測器遙測、數(shù)傳數(shù)據(jù)，并實(shí)施測軌和上行遙控以及干涉測量原始數(shù)據(jù)的采集記錄與傳輸。

“天問一號(hào)”發(fā)射升空后即進(jìn)入“霍曼轉(zhuǎn)移軌道”慣性飛行，等到達(dá)火星附近后進(jìn)行減速，最終被火星捕獲。2021年2月10日，“天問一號(hào)”被火星成功捕獲，成為一顆繞火衛(wèi)星，完成了“繞”的任務(wù)。

“天問一號(hào)”著陸火星階段，要經(jīng)過著陸巡視器與環(huán)繞器分離滑行、升力控制、傘降控制、動(dòng)力減速、懸停成像、避障機(jī)動(dòng)、緩速下降后觸地，2021年5月15日天問一號(hào)著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，完成了“落”的任務(wù)。

2021年5月22日火星車“祝融號(hào)”安全駛離著陸平臺(tái)，在火星表面開始“巡視探測”的任務(wù)。?

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整理自：

張宣.?“天問一號(hào)”，一次實(shí)現(xiàn)“繞落巡”[EB/OL].?http://xhv5.xhby.net/mp3/pc/c/202006/17/c789113.html?

解放軍報(bào).?深空測控網(wǎng)：為“天問一號(hào)”指路[EB/OL].?http://www.clep.org.cn/n5982019/c6810245/content.html?

中國航天科技集團(tuán)公司.?長征五號(hào)[EB/OL].?(2016-11-08).?http://www.spacechina.com/n25/n146/n238/n12985/c1043765/content.html

新華網(wǎng).?“天問一號(hào)”火星著陸記[EB/OL].(2021-5-15).?http://www.xinhuanet.com/science/2021-05/15/c_139946671.htm?

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