但驾长征御天问,

  梦启九州探穹宇!

  刚刚,中国首次火星探测任务天问一号探测器,在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,由长征五号遥四运载火箭发射升空。

  天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后,到达火星附近,通过“刹车”完成火星捕获,进入环火轨道,并择机开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测。

  此次火星探测是我国行星探测阶段的首次任务,也是我国深空探测领域全新的里程碑,有望一次实现“环绕、着陆、巡视”3个目标。航天专家表示,这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的,面临的挑战也是前所未有。

  此次任务的科学目标是实现对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气等方面的科学探测。

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  飞往火星并非像奔月那么“简单”,月球离地球才38万公里,而“天问一号”探测器的航行时间为7个多月,飞行距离约为4亿公里。这个距离,约是地月距离的1万余倍,就相当于约830万个全马赛程。这么远的距离如何到达?这时候就体现出长征五号的“威力”了。

  液氧煤油发动机装配现场

  液氧煤油发动机试车

  要想成功飞向火星,搭载火星探测器的运载火箭必须达到第二宇宙速度,方能助力探测器脱离地球引力,踏上神秘的探火之旅。

  位于西安航天基地的航天科技集团六院为本次发射用长征五号遥四火箭和“天问一号”探测器,共研制交付了78台各型发动机,助力“天问一号”问天。

  火箭发射环节,由8台120吨液氧煤油发动机组成的助推器和2台50吨级氢氧发动机组成的芯一级动力同时点火,助力火箭从地面喷薄而起,工作到一定时间,助推器熄火分离,芯一级动力独自承担起助跑任务;当芯一级动力完成使命关机后,与火箭分离,助跑接力棒交到由2台9吨级膨胀循环发动机组成的二级动力手中,它们经过二次起动,将“天问一号”火星探测器送入地火转移轨道。

  预计将飞行约7个月抵达火星

  按照计划,天问一号探测器将由长征五号运载火箭送入地火转移轨道,飞行约7个月抵达火星。

  经历火星捕获、火星停泊后,着陆巡视器将与环绕器分离,进入火星大气。

  △天问一号1:1着陆平台(右)和火星车(左)

  着陆巡视器成功着陆后,火星车驶离着陆平台,搭载的科学载荷开机,开始火星表面巡视探测。

  火星车在火星上将如何工作?

  “眼睛”“翅膀”助力全方位探测

  据央视新闻报道,在我国首次火星探测任务中,火星车将承载火星表面巡视探测等重要使命,为中国打开火星之门,使我们真正进入深空、走近火星,揭开她神秘的面纱。

  到达火星后,火星车将在火星表面工作90多天,除了要进行探测作业,还会将它在亿万公里之外的所见所闻传回地球,帮助我们认识火星、了解火星。

  火星车高度有1米85,火星车最引人瞩目的就是竖立在前端的桅杆,顶端的方形设备就像机器人的脑袋。而顶端的方形盒子,就是火星车的“眼睛”,上面有帮助火星车避开障碍来实施前行实时探测的全景相机,还有识别矿物质成分的多光谱相机。

  △天问一号火星车

  在火星车上,还装有4个“大翅膀”,这正是太阳能电池板。除此之外,火星车还配有探测雷达、磁场探测仪和气象测量仪,可以对火星进行全方位的探测。

  将搭载火星车着陆到火星地表的是着陆平台,也叫着陆器,和火星车加起来是1300公斤,它载着火星车要完成进入大气减速下降、落火、延伸坡道,随即火星车就可以走到火星表面,开展探测作业。

  △天问一号1:1着陆平台

  着陆平台载着火星车,从进入火星大气层到降落到火星地表只有短短七八分钟,却被人们称为“恐怖7分钟”,因为这过程中电磁信号是完全被屏蔽掉的,要完全依靠着陆器的自身本事。

  中国首次火星探索为啥取名“天问”?

  中国古代称火星为“荧惑”。其中“荧”代指火星由于土壤富含氧化铁而发出的红光;“惑”则出于古人对火星运行缺乏规律而感到的困惑。

  而本次火星探测任务中的“天问”一词,则出自我国浪漫主义诗人屈原所著《楚辞》中的同名长诗《天问》。全诗通篇是对天地、自然和人世等一切事物现象的发问。

  遂古之初,谁传道之?

  上下未形,何由考之?

  冥昭瞢暗,谁能极之?

  冯翼惟象,何以识之?

  “宇宙诞生之初的情况人们是怎么知道的?天地未分,混沌无垠,是谁考定而知之的?幽明之理,难知难晓,谁能穷极其本源?天地既分,惟象无形,何以识知它的形象?”

  早在先秦时期,屈原就已对当时的天文学提出了质疑,这是可贵的科学精神萌芽。这与如今科学家们对火星的不断探究精神,不谋而合。

  我们为啥要探索火星?

  在太阳系,火星的自然环境与地球最为接近,两者几乎都形成于约45亿年前,组成结构也大致相同,有核、幔、壳。火星与地球有着相似的自转周期,一个火星日大约是24小时39分钟,而且它还和地球一样,也有四季更迭

  (北京飞控中心供图)

  火星表面呈现出红色,在它最明亮的时候犹如一团火球。按照天文学家的说法,这一抹红色实际上并不是真正的火焰,火星上温度反而极低,接近于地球的南极。呈现红色的原因,是火星的土壤富含氧化铁,就像是土地生了锈。这种土壤的形成,是风与水双重侵蚀作用产生的。由此可见,火星上曾经存在过大量的水和大气。

  这就意味着,火星上有可能出现过生命。那么,火星是地球的过往,还是我们未来的归宿?

  只有人类或人类的探测器“身临其境”,才能一步步得到解答。正因为如此,人类每一次火星探测任务几乎都受到大范围的关注。

  如今这一次,是来自中国的天问一号。