你好火星！科普｜專家詳解天問一號著陸火星“恐怖9分鐘”

央視網訊息：

天問一號著陸巡視器著陸火星可以說是闖過了重重難關。火星探測不僅要面臨最遠4億公里的遙遠距離，而且火星大氣稀薄、地形複雜，著陸風險非常高。到目前為止，人類進行的火星探測任務成功率只有50%左右，這其中大部分都是失敗在了著陸火星階段。天問一號從進入火星大氣到最終著陸成功，大約經歷了9分鐘的時間。很多人用“恐怖”這個詞來形容驚心動魄的這個階段，那天問一號是如何闖過著陸火星的“恐怖9分鐘”的？

著陸過程9分鐘 通訊時延18分鐘

“恐怖9分鐘”的第一個“恐怖之處”來自於距離。

由於地球與火星距離遙遠，通訊時延達到了18分鐘左右。我們從地面發出一條指令，天問一號要在18分鐘之後才能收到，而整個著陸過程卻只有短短9分鐘左右。

航天科技集團五院火星探測器進入艙制導與導航控制分系統副主任設計師 黃翔宇：

它整個過程是全自主的，整個是過程是不可逆的，而且地面是無法干預的，然後整個過程必須全部由探測器自主來決策。

先後經歷氣動減速 降落傘減速 動力減速

“恐怖9分鐘”另外的“恐怖之處”，來自於整個著陸過程極其複雜，環環相扣，任何一個環節出現問題，就可能導致著陸失敗。要想穩定地降落到火星表面，首當其衝的問題就是要讓高速飛行的“天問一號”減速，整個減速過程主要分為氣動減速、降落傘減速和動力減速三個階段。

氣動減速階段，是從天問一號著陸巡視器進入火星大氣的開始，此時，著陸巡視器被包裹在進入艙內，飛行速度約每秒4。8公里，要靠火星大氣的阻力來進行減速。而火星的大氣密度只有地球的百分之一，減速效果十分有限。

航天科技集團五院火星探測器氣動主任設計師 李齊：

這次我們的進入艙的迎風的大底的形狀，我們是採用球錐結合的這麼一個外形。外形的好處首先是它可以提供一個比較大的一個減速效果，然後它所能提供的阻力要比我們的神舟飛船和我們的探月三期的返回艙大大概15%—20%。

降落傘開傘過程很關鍵 要保持姿態穩定

透過與火星大氣的摩擦，將進入艙的速度從每秒4。8公里降到每秒460米左右，接下來降落傘將從進入艙的背部彈出，進入降落傘減速階段。雖然氣動減速已經減小了絕大部分的速度，但是此時進入艙依然是處於超音速狀態，要在這種狀態下保證降落傘順利開啟，並且姿態穩定難度極大。

航天科技集團五院508所總工程師 回收著陸領域專家 黃偉：

超聲速這種情況下，降落傘開傘受到前體尾流影響是非常大的，會產生一些這種比較劇烈的震盪，我們叫喘震，就是降落傘在開傘過程中它會激烈的抖動，包括一些呼吸，所以對降落傘的氣動效能穩定效能還有強度是有一些特殊的要求。

動力減速階段依靠大推力發動機降速為零

當天問一號的速度減到每秒不到95米左右的時候，降落傘就完成使命了。進入艙的大底以及背罩和降落傘先後被拋掉，著陸巡視器上的大推力發動機開始工作，進入動力減速階段。

航天科技集團五院火星探測器進入艙總體主任設計師 董捷：

這時候只剩下著陸平臺和火星車，他們一起來完成後面的動力減速過程。減速過程是依靠一臺主發動機來做減速，整個過程就是類似於我們以往的月球表面的著陸，完全靠一臺發動機，將這個探測器減速到（火星）表面，把整個速度全部減下來。

著陸巡視器空中懸停 尋找安全著陸地點

在動力下降過程中，著陸巡視器距離火星表面越來越近，但是下面的地形到底適不適合著陸呢？這時候著陸巡視器將在空中懸停，透過自身攜帶的探測裝置，快速對著陸地點成像，自主尋找最安全的著陸地點。

航天科技集團五院火星探測器進入艙制導與導航控制系統主任設計師 趙宇：

大約是在600米—800米的高度，我們會進行一個粗避障，就是用咱們的光學避障敏感器，主要是拍攝一個CCD影象，去大體看一下落區的障礙還有坑的一個情況。然後再到100米的懸停的時候，這塊的話主要是靠我們的多功能避障敏感器裡邊的鐳射三維成像模組進行一次精避障，就是把著陸區的安全區域再找出來。

經受重重挑戰 著陸巡視器穩穩降落火星

選擇好降落區域，著陸巡視器經過最後的著陸緩衝，四條著陸腿穩穩降落在火星表面。整個著陸過程時間短暫、流程複雜。天問一號正是成功經受住了每一個挑戰，最終實現了著陸火星任務的圓滿成功。

（來源：央視網）