揭秘“天問(wèn)一號(hào)”落火之旅：落在哪？怎樣落？探什么？
中新網(wǎng)北京5月15日電 題：揭秘“天問(wèn)一號(hào)”落火之旅：落在哪？怎樣落？探什么？
作者 郭超凱
歷經(jīng)近10個(gè)月的“太空之旅”，天問(wèn)一號(hào)著陸巡視器15日成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。
天問(wèn)一號(hào)為何會(huì)選擇烏托邦平原作為著陸點(diǎn)？如何安全軟著陸于火星表面？后續(xù)又將開展哪些探測(cè)任務(wù)？記者采訪航天專家，答疑解問(wèn)。
落在哪：烏托邦平原
在人類對(duì)太陽(yáng)系的探索歷史上，火星總是給人無(wú)限期待與遐想。截至目前，全球共開展40多次火星探測(cè)，但成功率僅有五成左右。選擇一個(gè)合適的著陸點(diǎn)，對(duì)天問(wèn)一號(hào)成功實(shí)施軟著陸至關(guān)重要。
火星這么大，氣候條件、地形地貌、大氣狀況又異常復(fù)雜，哪里才是天問(wèn)一號(hào)的理想著陸區(qū)？中國(guó)航天科技集團(tuán)五院黨委書記趙小津此前在接受中新社記者采訪時(shí)表示，航天專家通過(guò)對(duì)科學(xué)與工程的充分論證，本著工程實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)低、科學(xué)探測(cè)價(jià)值高的原則，將著陸區(qū)選在了火星最大的平原——烏托邦平原。
據(jù)介紹，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器的首選著陸點(diǎn)位于烏托邦平原南部，備選地點(diǎn)位于烏托邦平原東南部埃律西昂火山巖漿流地帶。
著陸區(qū)為何會(huì)選擇烏托邦平原？專家解釋道，烏托邦平原位于火星的北半球�；鹦悄稀⒈卑肭虻牡匦蔚孛�、地質(zhì)構(gòu)造、表面及次表面巖石礦物等差異巨大。火星南部為高地，這些高地60%的面積遍布著“瘢痕累累”的隕石坑。而火星的北部，則是被火山熔巖填平的低矮平原，地形平緩，隕石坑較少且地質(zhì)年齡較輕，地殼較薄，因此理所當(dāng)然選擇北半球的烏托邦平原為著陸區(qū)。
怎么落：“黑色九分鐘”
在選定著陸點(diǎn)后，如何成功降落火星是一大難題。專家表示，天問(wèn)一號(hào)著陸巡視器要在約9分鐘的時(shí)間里，將時(shí)速?gòu)募s2萬(wàn)千米/小時(shí)降至0并實(shí)現(xiàn)軟著陸，這一過(guò)程堪稱“黑色九分鐘”。
天問(wèn)一號(hào)整個(gè)降落過(guò)程大致分為進(jìn)入——減速——軟著陸三步，簡(jiǎn)稱為EDL(Entry， Descent，Landing)。據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部火星探測(cè)器總體主任設(shè)計(jì)師王闖介紹，天問(wèn)一號(hào)在進(jìn)入火星大氣層以后首先借助火星大氣，進(jìn)行氣動(dòng)減速，這個(gè)過(guò)程它克服了高溫和姿態(tài)偏差。氣動(dòng)減速完成后，天問(wèn)一號(hào)的下降速度也減掉90%左右。
“緊接著天問(wèn)一號(hào)打開降落傘進(jìn)行傘系減速，當(dāng)速度降至100m/s時(shí)，天問(wèn)一號(hào)通過(guò)反推發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行減速，由大氣減速階段進(jìn)入動(dòng)力減速階段�！蓖蹶J介紹，在距離火星表面100米時(shí)，天問(wèn)一號(hào)進(jìn)入懸停階段，完成避障和緩速下降后，著陸巡視器在緩沖機(jī)構(gòu)的保護(hù)下，抵達(dá)火星表面。
值得一提的是，雖然此前中國(guó)已有月表著陸經(jīng)驗(yàn)，但此次天問(wèn)一號(hào)火星軟著陸任務(wù)更加艱難。一方面火星表面存在大氣(火星表面大氣的密度是地球表面大氣密度的1%左右)，火星環(huán)境比月球更復(fù)雜；另一方面火星離地球距離更加遙遠(yuǎn)，通信時(shí)延單程達(dá)20分鐘左右，因此在整個(gè)著陸過(guò)程，相距遙遠(yuǎn)的地球科學(xué)家們來(lái)不及做任何處置，只能靠天問(wèn)一號(hào)自主完成這“黑色九分鐘”。
探什么：13個(gè)載荷持續(xù)發(fā)力
成功著陸火星后，天問(wèn)一號(hào)將對(duì)火星開展哪些科研探測(cè)？航天專家表示，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器攜帶了13個(gè)科學(xué)載荷，其中7個(gè)在火星上空的環(huán)繞器上，6個(gè)分布在“祝融號(hào)”火星車上。
這些科學(xué)載荷有著五大使命，主要涉及火星空間環(huán)境、地表形貌特征、土壤表層結(jié)構(gòu)等研究，將給中國(guó)帶來(lái)火星的第一手資料。其中，與氣象有關(guān)的研究項(xiàng)目將收集有關(guān)溫度、氣壓、風(fēng)速和風(fēng)向的大氣數(shù)據(jù)，并研究火星的磁場(chǎng)和重力場(chǎng)，這些也將解答大眾對(duì)火星的好奇。
長(zhǎng)期以來(lái)，人們最關(guān)心的是火星上是否存在生命，這成為當(dāng)前火星探測(cè)的熱門問(wèn)題。專家分析，烏托邦平原很可能是火星遠(yuǎn)古海洋的所在地，而天問(wèn)一號(hào)的著陸地點(diǎn)，位于古海洋和古陸地的交界處。1976年9月，美國(guó)“海盜二號(hào)”火星探測(cè)器也曾降落于此，并發(fā)回了霜凍現(xiàn)象的照片。
最新的科學(xué)探測(cè)發(fā)現(xiàn)，在火星烏托邦平原距離地面1到10米的淺表底層下方有大量地下水冰存在，儲(chǔ)水量相當(dāng)于地球面積最大的淡水湖——蘇必利爾湖。火星地下有水，是否意味著火星存在或存在過(guò)生命，是否意味著火星是地球人的未來(lái)？這些問(wèn)題都有待天問(wèn)一號(hào)在烏托邦平原這片神奇之地做進(jìn)一步解答。(完)
