中国脚步踏上“荧惑” 祝融着陆遥寄“家书”
火星探测开启新征程
荧惑(中国对火星的古称)已至，求索无疆。5月15日，中国首次火星探测任务天问一号着陆巡视器安全“到站”，着陆乌托邦平原，红色火星第一次留下了中国印迹。
从2020年7月23日发射升空以来，天问一号经历了近300天的长途跋涉，顺利完成了探火任务“绕、着、巡”中的前两步目标。随着祝融号火星车进入巡视探测的工作状态，更多的火星奥秘将呈现在人们面前。
着陆：跨越“生死”考验
“目前，全世界已进行的21次火星着陆任务中只有9次成功，难度系数极高！”在传回地球的第一封“家书”中，祝融号火星车“讲述”了着陆火星的惊魂时刻。
安全着陆火星，既要选择地形平坦的着陆区，还得赶上合适的天气状况。
火星表面天气恶劣，每年都会形成几场巨大的沙尘暴。沙尘暴可能改变着陆巡视器下降过程的动力学参数，影响安全性，沙尘粒子也可能附着在探测器表面，甚至钻入内部，造成仪器设备故障，导致火星车失去能源供应。
航天科技集团五院总体设计部火星巡视器总体主任设计师陈百超说，中国首次实施火星探测任务，对火星的环境特别是大气等参数没有一手数据，难度和挑战可想而知。
为此，在被火星引力捕获后，天问一号环绕器此前在火星停泊轨道上进行了长达3个月的“准备工作”，对预选着陆区开展多维度探测，一方面探测地形地貌，另一方面获取着陆区附近区域的气象状况，最终确定了5月中下旬着陆的稳妥选择。
着陆的过程同样充满凶险。专家表示，火星表面存在大气，比月球表面的环境更为复杂。同时，火星离地球的距离也比月球更加遥远，通信时延最长接近20分钟。这意味着科研人员无法随时监测和控制探测器，很多高难度的任务只能靠天问一号自主完成。
从进入火星大气层到最终着陆的过程中，天问一号经历了“生死9分钟”——在不到10分钟的时间里将2万千米/小时的速度降到0。最终，着陆巡视器在缓冲机构和气囊的保护下稳稳降落在火星表面。
巡视：展露一身“技艺”
“地质学家说，我的软着陆区很可能是一个古海洋所在地，有很高的科学价值，很可能会取得意想不到的科学成果。”祝融号火星车在“家书”中写道。
据专家介绍，地处火星北半球的乌托邦平原是太阳系中最大的撞击盆地，直径约3300千米。有科学假说认为，乌托邦平原曾经有海洋，并存在着与水有关的地貌特征，有待进一步探测。
中国首次火星探测任务总设计师张荣桥说，乌托邦平原相对平缓，安全着陆是后续开展科学研究的前提。同时，从科学探测的意义角度来看，天问一号着陆点附近应该是古海洋与陆地的交接面，在这附近开展科学探测的潜力巨大。
“目前，我还在着陆巡视器内。经过短暂调整后，出仓并开展巡视探测。期待全方位了解火星，并且回传珍贵的数据和照片给大家哦！”着陆火星后，祝融号火星车目前仍处于适应和“体检”状态。几天后，祝融号将自主驶离着陆器，抵达火星表面并开展巡视探测，完成“绕、着、巡”任务的最后一步。同时，巡视器与着陆器还将进行两器互拍，火星的“真容”也将随之公布。
祝融号火星车的设计寿命为3个火星月，由于火星上的一天比地球略长(火星自转周期约为24小时37分钟)，相当于约92个地球日。按照计划，约90个火星日后，祝融号火星车将完成巡视探测，顺利“收工”。
为了在短暂的3个月内获取更多有效的科学探测数据，祝融号火星车具备了“一身技艺”——共载有6种科学仪器，包括多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪和导航地形相机等。通过全力的巡视探测，祝融号将为中国带来火星研究的第一手资料，推动对火星空间环境、地表形貌特征、土壤表层结构等课题的研究。
未来：进行环绕探测
“就在昨天(5月17日)，我和环绕器已建立了器间通信链路，第一次通过环绕器传回了遥测数据。”在第二封“家书”中，祝融号火星车“汇报”说，自己正在按计划开展周围环境感知和状态检查，各系统工作一切正常。同时，天问一号环绕器已实施第四次近火制动，顺利进入周期为8.2小时中继通信轨道，成为地球和火星之间的“信使”，进行“地火传书”。
祝融号在火星表面忙碌工作的同时，位于停泊轨道的天问一号环绕器也“闲不住”。专家表示，着陆巡视器安全着陆后，环绕器会停留在通信中继轨道，转发各种信息数据回地球，同时也向火星车传达来自地球的指令。
环绕器不只是“信使”，也是探索火星的重要主力。天问一号环绕器共携带了7台科学仪器，分别是中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪和火星能量粒子分析仪，能够在多轨道高度对火星进行整体性、全球性、综合性研究。
环绕器的工作时间也比祝融号火星车长不少，既要兼顾火星车的中继，还要进行“全球覆盖”的环绕科学探测。按照计划，在90个火星日后，天问一号环绕器将进行轨道调整，进入近火点265公里、远火点1.2万公里的轨道，对火星表面开展至少1个火星年(约2个地球年)的近距离遥感探测。
天问一号任务之后，中国的行星探测计划将迈向纵深。据了解，2030年前后，中国将实施火星采样返回、木星系探测等任务，目前正在开展关键技术研究，更多的“天问”系列任务，将使中国的行星探测迈向更远的深空。
记者：刘 峣