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。

15日凌晨1时许，天问一号探测器在停泊轨道实施降轨，机动至火星进入轨道。4时许，着陆巡视器与环绕器分离，历经约3小时飞行后，进入火星大气，经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后，环绕器进行升轨，返回停泊轨道，为着陆巡视器提供中继通信。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。

▲模拟动画 

“天问一号”闯过“恐怖9分钟”，背后到底有多难？

▲天问一号由环绕器和着陆巡视器组成。

这次天问一号的成功软着陆，书写了中国航天的又一个传奇。

这一步实在太难、太惊险了。从开始踏上进入点的那一刻起，天问一号就迎来了此次探火旅程中最为凶险和惊心动魄的“恐怖9分钟”。整个降落过程大致分为进入-下降-着陆三步，简称为EDL（Entry、Descent、Landing）。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，这个过程要克服高温和姿态偏差。

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，打开降落伞进行伞系减速，当速度降至100米/秒时，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。

▲天问一号着陆巡视器开伞模拟图。

在距离火星表面100米时，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，抵达火星表面。

▲天问一号悬停避障后着陆模拟图。

总的来说，整个过程天问一号在9分钟内将约2万千米/小时的速度降至0米/小时。

▲天问一号着陆全程示意图

目前，人类火星探测任务成功率仅有五成左右，大部分失败都是折戟在“EDL”这一阶段，这也是火星探测最大的难点。难就难在，这个过程需要融合气动外形、降落伞、发动机、多级减速和着陆反冲等多项技术才能实施软着陆，而且整个环节都必须确保精准无误，差一秒都可能造成整个任务的失败。譬如，首当其冲的减速问题上，超音速降落伞是难度最大的一个环节，天问一号在使用降落伞时要保证在超音速、低密度、低动压下打开，而这个过程存在开伞困难、开伞不稳定等问题。

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。

其一，与月球探测任务相比，火星探测不仅要面临最远4亿公里的遥远距离，通信时延单程达到20分钟左右，因此整个着陆过程相距遥远的地球来不及做任何处置，只能靠天问一号自主完成。

其二，火星环境与地球环境有较大差异，火星大气稀薄，受季节、夜昼、火星风暴等影响非常不稳定；同时，表面地形复杂，遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物，尘暴较地球也更为严重。面对这样的未知环境，我国没有火星大气模拟实测手段，也没有经过飞行验证后的数据。可以说，以上种种因素都给着陆火星带来极大难题，任何一个因素考虑不周，都可能功败垂成。

为此，早在“EDL”前，天问一号在火星停泊轨道上就对着陆区进行了详查预探测，获取了大量的着陆区地形地貌的数据，并对火星尘暴发生的概率进行了评估。同时，火星探测器继承了嫦娥三号、四号、五号成熟的悬停、避障技术，以确保安全着陆。在上述这些措施的基础上，我国科研人员还在国际上首次采用了基于配平翼的弹道-升力式进入方案，以降低火星大气参数不确定性带来的风险，提高适应能力。

▲着陆在火星北半球乌托邦平原的天问一号。

天问一号成功登陆火星后，我国第一辆火星车“祝融号”将在着陆一个星期后驶出着陆平台，开启中国首次火星巡视之旅。届时，我国将成为世界上第一个首次通过一次任务实现火星环绕、着陆、巡视探测的国家，也将成为世界上第二个实现火星车安全着陆和巡视探测的国家。

经过这一趟惊险闯关，我们的着陆巡视器终于踏上红色大地了，火星，我们来啦！

让我们一起期待祝融号在火星的表现吧！

来源丨综合上观新闻、新华社、人民日报官方微博、探月与航天工程中心等