5月15日，中国首次火星探测任务天问一号探测器成功在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，火星上首次留下了中国人的印迹。

自去年7月23日在文昌航天发射场启程，天问一号经历了长达近7个月的“奔火”之旅和3个月的“环火”探测，如今“登火”成功，并且即将开展巡视探测。

环绕、着陆、巡视，通过一次发射实现“绕、着、巡”三大任务，这在世界航天史上尚属首次。火星探测属于高风险航天任务，我国突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术，迈出了星际探测征程中的重要一步，是我国航天事业发展中又一个具有重大意义的里程碑。

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。

从“奔火”到“探火”，天问一号要闯六道关

由于地球与火星之间距离迢迢，天问一号探火的旅程可谓征途漫漫。

从工程设计来看，我国首次火星探测任务过程包括发射段、地火转移段、火星捕获段、停泊段、离轨着陆段和科学探测等6个阶段。

2020年7月23日，天问一号在文昌航天发射场飞向遥远深空。按照预先设计的精准轨道，天问一号在浩渺无垠的太空中飞行了202天，飞行里程约4.75亿千米，其间实施了1次深空机动和4次中途修正，终于在2021年2月10日成功实施火星捕获，从地火转移轨道进入到环火轨道。

2月10日19时52分，天问一号探测器成功实施火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”目标的第一步。

进入火星轨道后，天问一号探测器经过几次调整，于2月24日成功实施第三次近火制动，进入火星停泊轨道，开展了为期约3个月的环绕探测。

为什么在轨探测这么久？专家介绍，天问一号探测器在火星停泊轨道运行，绕火期间一次次从首选着陆点乌托邦平原上空掠过。经过预定着陆区上空时，天问一号会利用中分辨率相机、高分辨率相机、光谱仪等载荷设备对预定着陆区进行详查，主要探测预定着陆区的地形、地貌以及是否存在沙尘天气等，为着陆巡视器安全着陆做好准备。

“我们之前并没有去过火星，也不掌握一手资料，因此这些数据的收集非常重要。”中国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表示。

“祝融号”火星车，将在火星展开巡视探测

火星探测是一项科学探索性强的工程，到达火星后获取有效的科学探测数据对于科学研究来说非常重要。

天问一号成功着陆后，进入舱将着陆信息通过环绕器转发地面。进入舱和“祝融号”火星车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。一切准备就绪后，火星车将自主驶离着陆平台，抵达火星，开始新的征程。

“祝融号”以3天为一个工作周期。受到火星苛刻的环境影响，火星车每次只能“工作”一两个小时，工作内容主要包括环境感知、科学探测、数据下传等。

火星车上搭载了6台载荷，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，将带来火星的第一手资料。其中，与气象有关的研究项目将收集温度、气压、风速和风向的大气数据，并研究火星的磁场和重力场。

如果只看图片，火星的地貌似乎与地球上的沙漠戈壁无异。但火星上的风速可达180米/秒，几乎是地球上特大台风风速的3倍还多。强烈的风速会掀起大量的沙尘、石块，形成特大沙暴，对火星车的生存造成严峻考验。面对这样的情况，设计师使用了一种新型材料，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，火星车的行驶需要更加“小心翼翼”。王闯透露，在航天五院的实验室中，有一台一模一样的火星车。当遇到复杂路况时，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。

天问一号是我国“行星探测重大工程”整体规划中的第一次任务，后续还规划了小行星探测、火星取样返回、木星系及行星穿越探测。

未来的深空探测，更加值得期待。

A股有哪些“火星股”

据媒体此前报道，天奥电子是空天信息网络授时产品龙头，应用场景包括星载、机载、弹载、车载、地面、舰载等。公司也在互动易平台中表示，公司有产品应用于此天问一号项目。

中简科技率先实现了ZT7系列高性能碳纤维产品在国家航空航天关键装备的稳定批量应用。

中国卫通是中国航天科技集团旗下企业，主营业务为卫星空间段运营及相关应用服务。

鸿远电子是军用MLCC核心供应商，主要客户包括航天科工、航天科技等集团。

中科星图是中国科学院空天信息创新研究院投资的国有控股高新技术企业，是国内数字地球行业领先企业。

福光股份在互动平台上表示，光学系统产品已应用在火星探测器“天问一号”上。

部分上市公司也在互动平台上对相关信息进行了回应。

轴研科技表示，在我国航天领域，公司轴承应用较为普遍，天问一号中，若干部件使用了公司制造的轴承。

奥普光电表示，公司参与了部分部件的研制及装调工作。

全信股份表示，公司扎根军工领域近20年，已承担了载人航天、北斗导航、运载火箭、重点型号飞机、大型水面、水下战斗舰艇等多项国家重点国防工程的光电传输线缆及组件、光电元器件、FC光纤总线交换系统、光电集成、测试和仿真产品的配套任务，公司持续加强重点科研项目研发，做好“探索一代、预研一代、科研一代、装备一代”能力建设，积极应对市场竞争。

【科普】

登陆火星究竟有多难？

我们生活在地球上，可以通过很多方式去监测地球大气的风速、气压和密度，从而确保航天器再入大气时的安全。然而，人类对于火星的大气环境知之甚少，导致登陆火星充满了未知的危险，很多登陆火星的探测器都是殒命于此。

另外，登陆火星对于探测器的自主降落能力提出了极高的要求。这是因为地球和火星相距遥远，通信存在很大的延迟，地球上的控制中心不可能实时控制着火星上的探测器。

图片来源：中国航天报

目前，火星正是远离地球的时候，地火的距离达到了3.18亿公里。从地球上发射出的无线电信号以光速传播，也要17.7分钟的时间才能抵达火星。因此，只能全权交由探测器自主降落火星。

因此，登陆火星的难度极高。在天问一号之前，已经有20个探测器尝试登陆火星，其中只有10个成功登陆，成功率仅为50%。最早登陆火星的是苏联发射的火星3号，它于1971年首次成功登陆火星，但它登陆后只运行了14秒。

美国的成功率最高，NASA先后10次尝试登陆火星，9次取得成功，只有1999年发射的火星极地着陆者号在登陆火星时失联。最早登陆火星的是1976年的海盗2号，它与天问一号一样，也是登陆乌托邦平原。最近一次是在今年2月19日登陆火星的毅力号，它还带了一架无人直升飞机——机智号，并在火星上实现首飞。

由此可见，我国一次就成功登陆火星有多么不容易。

火星探测为什么“火”

火星探测，可以说是当前行星探测的重点目标。太阳系八大行星中，人们似乎格外偏爱这颗红色星球。从20世纪60年代人类首次开展火星探测开始，截至目前，人类已进行47次火星探测活动，包括去年7月我国、阿拉伯联合酋长国以及美国实施的3次火星探测活动。

火星，成为人类探测时间最长、次数最多、参与国家最多的一颗行星。但是，火星探测任务的成功率却一直不高。目前实施的47次火星探测任务中，25次成功或部分成功。而火星着陆任务风险更高，22次着陆任务（着陆火星19次、着陆火星卫星3次），只有10次取得成功，成功率为45%，目前只有美国和中国掌握了火星软着陆技术。

火星探测为什么这么“火”？专家介绍，火星是离地球较近且环境最相似的星球，一直是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。以往的探测发现了火星存在水的证据，火星上是否存在孕育生命条件等成为火星研究重大科学问题。研究火星对认识地球演变具有非常重要的比较意义。

在太阳系类地行星中，火星的自然条件与地球最为类似。从外形上来看，火星半径大致是地球的一半，体积是地球的1/7，质量是地球的1/10。从地表温度来看，火星与地球最为接近。就连一年四季的变换和一天的时间，也相差无几。火星的一天是24小时39分35秒，比地球长了约40分钟。

从工程实践来看，按照目前的技术手段，火星探测相对于其他的行星探测，也更容易实现。

中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥表示，天问一号是我国行星探测的起点，通过这次任务的实施，在火星使命牵引下的新一轮创新，对实现航天技术领域新跨越、推动我国由航天大国走向航天强国意义重大。

21综合自央视新闻、人民日报、每日经济新闻、公开信息

（编辑：曾静娇）

（来源：21金融圈的财富号 2021-05-16 11:57） [点击查看原文]