天問一號(hào)成功登陸火星，有哪些黑科技？

過去探測(cè)器成功登陸火星表面的只有美國，而隨著5月15日天問一號(hào)探測(cè)器與祝融號(hào)火星車成功著陸，祝融號(hào)火星車順利發(fā)回遙測(cè)信號(hào)，象征著我國成為了世界上第二個(gè)成功實(shí)現(xiàn)火星登陸探測(cè)的國家，火星首次留下中國印跡。蘇聯(lián)雖然也成功實(shí)現(xiàn)過軟著陸，卻只在火星表面堅(jiān)持了14秒，隨后徹底失聯(lián)，無法確定火星車是否成功著陸。

天問一號(hào)及其研發(fā)團(tuán)隊(duì) / 中國航天五院

5月15日凌晨1點(diǎn)，天問一號(hào)探測(cè)器在停泊軌道開始降軌，4點(diǎn)附近實(shí)現(xiàn)著陸巡視器與環(huán)繞器分離，在三小時(shí)的飛行后進(jìn)入火星大氣，最后經(jīng)歷了驚險(xiǎn)的九分鐘成功軟著陸。

那么這九分鐘里的減速、懸停避障和緩沖為何要用“驚險(xiǎn)”這一詞來形容呢？這是因?yàn)槠渲杏胁簧倏赡軙?huì)使著陸功虧一簣的阻礙，也是目前火星登陸成功率如此之低的原因。首先，地球與火星之間距離過于遙遠(yuǎn)，要知道天問一號(hào)從成功發(fā)射到進(jìn)入火星軌道可是花了近七個(gè)月的時(shí)間，如此距離也使得控制指令的通信時(shí)延長達(dá)18分鐘，而整個(gè)著陸過程也才只有9分鐘。這也就意味著遠(yuǎn)在地球上的控制中心無法干預(yù)這個(gè)過程，只能由探測(cè)器自主進(jìn)行決策。

其次，飛行速度高達(dá)每秒4.8公里的探測(cè)器減速過程極其復(fù)雜，包括氣動(dòng)減速、降落傘減速和動(dòng)力減速三個(gè)環(huán)節(jié)，任何一環(huán)出錯(cuò)都有可能造成探測(cè)器高速撞向火星表面。航天科技集團(tuán)在設(shè)計(jì)進(jìn)入艙的迎風(fēng)面時(shí)，特地將其打造成球錐相切的外形，進(jìn)一步加強(qiáng)氣動(dòng)減速的效果，將速度降至每秒460米左右。

降落至600至800米高度后，著陸巡視器將在空中懸停來選取最佳的降落地點(diǎn)，這就是第二個(gè)環(huán)節(jié)懸停避障。巡視器將利用光學(xué)敏感器拍攝CCD圖像，自主判斷降落區(qū)的大體障礙，從而實(shí)現(xiàn)初步的粗避障。降至100米左右的高度時(shí)，再利用避障敏感器中的激光三維成像模塊來進(jìn)行精避障。最后探測(cè)器利用緩沖來成功著陸火星表面。

火星車建模圖 / 中國科學(xué)院

祝融號(hào)火星車同樣是黑科技滿滿，與1000多公斤重的美國毅力號(hào)相比，它只有240公斤重。但身材小不代表效能差，祝融號(hào)攜帶了多個(gè)有效載荷，可執(zhí)行地質(zhì)、礦物、土壤和水冰分布等多種分析任務(wù)。包括對(duì)火星表面100米以下成像的探地雷達(dá)，檢測(cè)表面磁場強(qiáng)度的磁場探測(cè)器，分析溫濕度與氣象指標(biāo)的氣象測(cè)量儀等。

隨著火星車的穩(wěn)定落地，在著陸巡視器內(nèi)進(jìn)行一系列穩(wěn)定調(diào)試和原地?cái)?shù)據(jù)收集后，相信祝融號(hào)很快就可以出倉開展巡視探測(cè)工作，從火星向我們傳來更多珍貴的圖像和數(shù)據(jù)，完成預(yù)計(jì)90天的火星探索。在此之前，我們不妨先期待一下兩器互拍的圖像吧。

埃隆·馬斯克發(fā)來祝賀 / Twitter

為此次成功登陸火星發(fā)來祝賀的還有SpaceX CEO埃隆·馬斯克，他在新華新聞的官方推文下回復(fù)道，“恭喜，火星登陸是非常困難的?！盨paceX的SN15也在近日成功發(fā)射，雖然SpaceX也有自己的火星登陸計(jì)劃，但馬斯克稱這一計(jì)劃很可能要在2024年才能實(shí)現(xiàn)。

本月的航天喜訊不僅只有天問一號(hào)和祝融號(hào)的火星探索，同樣還有我國的空間站任務(wù)。相信大家還記得兩周前成功發(fā)射的中國空間站“天河號(hào)”核心艙，如今第二次發(fā)射任務(wù)也已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，此次將由長征七號(hào)遙三運(yùn)載火箭將天舟二號(hào)發(fā)往空間站。5月16日，也就是天問一號(hào)發(fā)射成功的次日，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船和長征七號(hào)遙三運(yùn)載火箭組合體已轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。在進(jìn)行各項(xiàng)功能檢查和聯(lián)合測(cè)試之后，即可發(fā)射。從此前長征五號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)后在一周內(nèi)開展了發(fā)射工作，天舟二號(hào)的的發(fā)射也已近在咫尺了。

本文由電子發(fā)燒友原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明以上來源。如需入群交流，請(qǐng)?zhí)砑游⑿舉lecfans999，投稿爆料采訪需求，請(qǐng)發(fā)郵箱huangjingjing@elecfans.com。