天问一号

5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。后续，祝融号火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检驶离着陆平台并开展巡视探测。火星车相机桅杆顶部有一个篆文“火”字，出自南宋官印“桓术火仓之印”，形似“中国”二字的组合。

在乌托邦平原南部着陆

火星首次留下中国人印迹

295天

奔火之路

记者

胡

喆

陈席元

徐鹏航

2020年

2021年

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4月24日，我国行星探测任务命名“天问系列”，我国首次火星探测任务命名为“天问一号”，公布了我国首次火星探测标识“揽星九天”。

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7月23日12时41分，长五火箭成功发射天问一号火星探测器。

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7月27日，天问一号探测器传回地月合影。

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8月2日7时，天问一号探测器完成第一次轨道中途修正。

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9月20日23时，天问一号探测器完成第二次轨道中途修正。

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10月1日，国家航天局发布了天问一号探测器飞行图像，图上的五星红旗光彩夺目，呈现出鲜艳的中国红，这是我国探测器采用分离测量传感器完成首次深空自拍。

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10月9日23时，天问一号探测器完成深空机动。

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10月28日22时，天问一号探测器完成第三次轨道中途修正。

2021年

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2月5日20时，天问一号探测器完成第四次轨道中途修正；此前传回首幅火星图像，本次成像采用环绕器高分辨率相机的黑白成像模式。

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2月10日19时52分，天问一号探测器成功实施火星捕获，实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标，环绕火星获得成功。

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2月15日17时，天问一号探测器完成远火点平面轨道调整。

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2月24日，天问一号探测器成功实施第三次近火制动。

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4月24日，中国第一辆火星车命名为：祝融号。

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5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。

“天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？”两千多年前，诗人屈原仰望苍穹，发出“天问”。两千多年后，以屈原长诗命名的天问一号探测器太空中长途跋涉295天后，在火星乌托邦平原南部预选着陆区完成了一次教科书式的精准着陆，在火星上首次留下中国人的印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。

踏上火星

感觉良好

被火星成功捕获以后，天问一号经过几个月的养精蓄锐终于开启了第二阶段任务——“着陆”。火星的北半球多平原，南半球多山地，此次火星软着陆的地点就选择在火星北半球乌托邦平原的南部。

整个降落过程大致分为“进入—减速—软着陆”三步。航天科技集团五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯介绍，天问一号在进入火星大气层以后首先借助火星大气，进行气动减速，这个过程它克服了高温和姿态偏差，气动减速完成后天问一号的下降速度也减掉了90%左右。

紧接着天问一号打开降落伞降速，当速度降至100米每秒时，天问一号通过反推发动机进行减速，由大气减速阶段进入动力减速阶段。

在距离火星表面100米时天问一号进入悬停阶段，完成精避障和缓速下降后，着陆巡视器在缓冲机构的保护下，抵达位于火星东经109.9°北纬25.1°的着陆点。

总的来说，整个过程天问一号在9分钟内将约2万千米每小时的速度降到0。值得一提的是，虽然此前我国已有月表着陆经验，但是此次天问一号火星软着陆任务更加艰难。

专家告诉记者，一方面火星表面存在大气，因此火星比月球表面有更复杂的环境；另一方面火星离地球距离更加遥远，通信时延达到20分钟左右，因此整个着陆过程相距遥远的地表来不及做任何处置，只能靠天问一号自主完成，经历“生死九分钟”。

着陆火星

共分几步

？

攻角配平

升力

控制段

分离

滑行段

着陆火星

使命不凡

成功着陆后，“绕、着、巡”的串联任务终于进行到最后一步。首先，着陆器将着陆信息通过环绕器转发地面，先后完成坡道及太阳翼天线展开，火星车在第一时间将成功展开的消息传回地面。一切就绪后，祝融号火星车将自主驶离着陆器，抵达火星表面，开启新的征程。

除了常规的通讯、能量来源（太阳能帆板）、支撑结构、动力系统等部分外，天问一号整体上携带了13种科学载荷，其中7个在火星上空的环绕器上，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、火星能量粒子分析仪。6台分布在火星车上，分别是多光谱相机、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、地形相机。

它们共有五大使命，主要涉及火星空间环境、地表形貌特征、土壤表层结构等研究，将给我国带来探测火星的一手资料。其中，与气象有关的研究项目将收集有关温度、气压、风速和风向的大气数据，并研究火星的磁场和重力场，这些也将解答大家的疑惑——火星究竟是什么样的气候。

“天问一号成功着陆火星，成为我国星际探测征程上具有里程碑意义的重要一步。”我国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥表示，经过六年的科研攻关，发射场百余天的坚守，以及295天的飞行控制，天问一号实现了一次教科书式的精准着陆，展示了我国深空探测技术的先进能力，体现了我们集中力量办大事的制度优势。

伞降

控制段

火神“祝融”

荒野求生

火星的环境是出了名的恶劣，要想完成使命，火星车首先得存活下来。这就需要祝融号足够强大。

中国曾数次造访月球，积累了宝贵的经验。但月球与火星最大的不同，便在于月表近乎真空，而火星有大气层，这大大增加了探测火星的难度。

如果只是看图片，火星的地貌似乎与地球上的沙漠戈壁无异。事实上，火星上的风速可达每秒180米，这几乎是地球上特大台风风速的三倍还多。狂风会掀起大量的沙尘、石块，形成特大沙暴，让祝融号的眼睛蒙尘、翅膀不再灵活。

面对这样的情况，设计师们使用了一种新材料，这种材料不易沾上灰尘，即使沾上，也可以通过振动将其抖落。火星表面还密布着石块等障碍物，这就使得火星车的行驶需要更加“小心翼翼”，以免被障碍物卡住造成操作的迟滞。

那么如何让火星车的每一步都走得更加稳妥呢？在北京的实验室中，有一台一模一样的火星车。当在火星上遇到复杂的路况时，地球上的火星车将对火星路况进行模拟行驶，确认无误后才会发出指令。

按照计划，90个火星日后，火星车将结束巡视探测工作，环绕器也将进行轨道调整，从而开展环绕科学探测。

全球瞩目的祝融号这只“火星蝴蝶”，后续又会给人们带来什么意想不到的发现和惊喜呢？请大家一起拭目以待吧！

悬停

成像段

动力

减速段

火星与地球有“时差”吗？

已经远行将近10个月的祝融号火星车，如今正式开启在这颗遥远而神秘星球上巡视探测的“日日夜夜”……

等等，火星的一天一夜，和地球一样是24小时吗？凭直觉好像不是。那么，火星上的一天和地球上的一天，

“时差”究竟差多少？

要搞清楚这个问题，必须先知道什么是“一天”？

中国科学院国家授时中心研究员童明雷告诉记者，通俗来说，星球自转一周为一天。科学家虚构了“平太阳”这样一个参照点，其运行速度等于太阳在黄道面运行的平均速度，平太阳的连续两次上中天，则成为一个平太阳日。

太阳系的行星在自转的同时，还都围绕太阳做公转运动，因此地球相对于恒星背景的运动才更加反映地球的自转。以恒星为参考，春分点连续两次上中天的时间间隔，则为一个恒星日。

因此，按照地球上定义的时间尺度，火星上的一个平太阳日为24小时39分35.244秒，地球的平太阳日则是24小时，两者之间差距39分35秒多；在更反映自转周期的恒星日方面，火星一个恒星日为24小时37分22.663秒，地球则为23小时56分4.099秒，两者之差更是达到了约41分19秒。

粗浅理解下来，火星上的一天比地球的一天大约长40分钟，相当于祝融号如果在火星上活动36天，就要比地球上的人们晚了24个小时——整整一天呐！

童明雷介绍，一个平太阳日与一个恒星日的差值，地球达到了近4分钟，显然比火星的2分多钟更大。这是因为火星的公转周期更长，达到了687天，接近地球公转周期的两倍。

“火星和地球绕太阳运行的轨道都不是正圆的而是椭圆的，火星轨道的离心率为0.0934，远高于地球轨道离心率的0.0167，使火星各季节长度更加不一致，因此更加需要建立平太阳时或恒星时。”童明雷说。

那么，如果想让祝融号在火星上和地球人过一样的24小时制，则火星的秒长就要比地球的秒长要长，平太阳日的秒长相对于地球要放大1.02749倍；而恒星日的秒长要放大1.02877倍，这个值来自地球自转速率与火星自转速率之比。