中国首次火星探测任务「天问一号」火星探测器发射成功，你有什么想说的？这次任务有哪些重大意义？

万卫星院士千古。

万卫星院士：火星探测计划天问一号首席科学家，于2020.5.20号逝世。年仅62岁。

我们今天所欢呼的任何一样成就，都能在历史中找到踪影。

时光倒回到1992年。这一年，从总设计师发表“南巡讲话”，到我国加入《核不扩散条约》，再到中共十四大的开幕，可以说，我国发生了很多大事件。

对于科技工作者，特别是航天工作者而言，这一年也同样值得铭记——因为这一年是“国际空间年”，在发射第一颗人造地球卫星35年后，人类首次在全球范围内庆祝这一物种在航天领域所取得的成就。

作为和平、合作、负责任的大国，我国积极响应这份号召，成立了以宋健国务委员为名誉主任的中国筹备委员会。聂荣臻元帅和宋健国务委员还应《航天》杂志（现《中国航天》杂志）之邀为国际空间年题了词。那一年，我们召开了空间活动经济效益国际研讨会，组织了国际青少年航天夏令营，开展了国际空间年航天知识电视大赛，举行了国际航天邮票展览，还举办了全国中学生卫星搭载科学实验活动。

然而受技术条件限制，我国在当时并没有探月、探火的计划，“天问一号”发射使用的“长征五号”还躺在规划当中，就连现在我们常说的“金牌火箭”长三甲系列，都还要等到1994年才能够首飞。但这并不妨碍我们把目光投向深邃的太空。因为即便是在连国产导弹都没有的1961年，我们就已经在讨论如何将宇宙火箭发射向火星。90年代的航天人们也用自己的实际行动，续写着他们对于太空的期盼。

空间技术研究院下属单位的一个研究小组，在该院科学技术委员会的支持下，完成了一项月球探测器的初步的可行性研究：他们提出了一个简单的绕月探测器方案，像实践4号卫星那样，搭载在新研制的长征3号甲运载火箭上发射。

对于火星任务而言，我国的科研人员提出开展国际合作，最好由联合国外层空间委员会作为最高层的组织机构，统一计划、安排世界各国的火星探测活动，并向世界提出倡议：探测和开发火星是全人类共同的、长远的事业，应该为世界 各国谋利和造福，而不论国家的大小与发展程度。各国的公众和科学团体都应有 权获得关于火星探测活动的信息和资料。

时间来到了2003年。这一年，“非典”的疫情让全国人民都绷紧了弦，而同样也是这一年，中科院空间科学与应用研究中心正在制定火星探测规划。根据规划设想，预计到2020年，我国有望发射自己的火星探测器，实现环绕火星探测。一年后的2004年，“嫦娥工程”启动，中国人千年奔月梦的大门被叩响。

2007年10月24日，随着“长三甲”火箭的轰鸣，以“东方红3号”卫星平台为主体的月球探测器“嫦娥一号”飞向了月球。15年前的设想在此刻变成了现实，我们终于用自己的“眼睛”看到了这颗魂牵梦萦数千年的卫星。

2010年的国庆节，“嫦娥二号”追随着“嫦娥一号”的脚步，踏上了前往月球的道路。作为承上启下的纽带，它为我国三个深空探测任务提供技术支撑：它为“嫦娥三号”的预定落点提供米级分辨率地图；它还停留在地月L2点，为“嫦娥四号”的中继星“鹊桥”探路；在服役2年后，它飞离了地月系，前往绕日轨道，直到距离地面一亿公里的深空，它依然下行着飞行数据，作为我国深空探测的“排头兵”，它将直接为我国的火星探测任务提供技术支撑。

60年前的设想在今天变成了现实，30年前的种子在今天长成了大树，十几年来的厚积终于在今天薄发。

“天问一号”目前正在逐渐驶离地球，而据我国嫦娥工程卫星系统总指挥叶培建院士的介绍，“嫦娥二号”将在今年回到地球附近。这是一位老兵对于新兵的祝福，也是过去数十年以来传承的真实写照。

过去，我们在草稿纸上演算火星之路；

今天，我们在大屏幕上见证火星之行；

或许未来，今天的航天工作者们将带领我们征服火星，让人类成为一个真正的跨行星物种。

作为在现场亲历发射并且直播的知乎用户，我必须要来发图了，不过要先给大家道个歉，发射的时候由于直播机位附近人实在是太多了，通讯基站可能饱和了，我们直播用的又是4g信号推流，所以造成了卡顿，实在是对不住大家的厚爱_(:з)∠)_

我这次是受知乎科学团队的邀请，前来文昌对此次自主火星探测任务进行直播。一共准备了两个直播机位，一个是 @子乾 乾哥在希尔顿酒店阳台的直播机位，另一个是我在附近海边民宿房顶上的直播机位。

首先简要介绍一下本次火星任务吧。本次火星任务为我国首次自主执行的火星探测器任务“天问一号”，探测器可以大致分为轨道器和着陆器两部分，总重约5吨。本次任务要一次性完成火星绕飞、着陆、巡视三项主要任务。作为我国首次自主火星探测任务，属实排面！

本次任务由我国最新、最大的运载火箭“长征五号”进行发射，这也是长征五号系列进行的第五次发射，前四次分别是长征五号遥1-3和长征五号乙遥1。这次发射也从侧面证明了我们的“胖5”确实稳了！

此次发射之前，我代表知乎用户连线了本次任务的测控系统总师李海涛老师，在直播连线的过程中李老师向大家讲述了本次任务在测控上的挑战，以及我国深空探测网的建设情况，可以说我国的深空探测网已经完全可以自主的对本次火星任务进行测控活动，不用再依赖美国NASA的深空网DSN。在首次自主火星任务以后还有可能要进行火星表面采样返回和主带小行星探测的活动，这样的任务对我国的航天测控能力提出了更高的要求，这也让我非常的期待我国航天人们可以做出什么样的成果。

本次我能参与天问一号的发射直播活动还是要万分感谢 @知乎科学 @知乎政务 @小直同学 能给我这次机会，其实这是我首次参与直播活动，还是作为主播的身份，这对我自己也是一个不小的挑战，此外还要感谢 @天才琪露诺 在直播电话连线过程中的详细讲解，辛苦了！

说实话我到现在坐在民宿里敲回答的时候还是心潮澎湃，激动的心情实在是难以平复，就不在多说了，感谢大家在直播中的厚爱！

火星！我们来了！

我们的征途是星辰大海！！！

千年天问，今朝启航，扶摇直上九亿里！火星，我们来了！中国首次火星探测任务发射圆满成功！

2020年7月23日12时41分，中国文昌航天发射场，“长征5号”遥四运载火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，点火升空！发射成功！！！

火箭飞行2167秒后，成功将探测器送入地火转移轨道。器箭分离成功，太阳能帆板展开正常！中国首次火星探测任务计划的第一阶段顺利实施。开启火星探测之旅，迈出了我国行星探测第一步。天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。

后续，在测控系统支持下，将飞行约7个月抵达火星，其间进行深空机动和中途修正。探测器进入环火轨道并经过制动后，通过2至3个月的环绕飞行后首选进入窗口，其间在着陆区上空对着陆区开展探测。
探测器择机实施降轨机动，着陆巡视器与环绕器分离。环绕器升轨返回到停泊轨道，为着陆过程提供中继通信。着陆巡视器进入火星大气，依次完成配平翼展开、降落伞开伞、大底分离、背罩分离、动力减速、悬停、避障及缓速下降、着陆缓冲等动作，软着陆于火星表面。
着陆后，火星车与着陆平台解锁分离。火星车驶离着陆平台，开始巡视探测。着陆巡视器安全着陆后，环绕器进入中继轨道，为火星车提供中继通信，兼顾科学探测。火星车完成探测任务后，环绕器进入使命轨道，开展火星全球遥感探测，兼顾火星车扩展任务中继通信。

一、火星探测的意义何在？三个字：“似”！“近”！“难”！
1、“似”乎是人类未来的家园！火星是和地球环境最相似的星球，从远古，就一直是人类视野里的红色目标。在太阳系八大行星中，其物理性质和化学性质与地球最为相近。火星拥有高山、平原和峡谷等多种地形，南方充满陨石撞击的高地和峡谷，北方则多是被熔岩填平的平原，由于自转轴倾角和自转周期与地球相近，火星的昼夜长短及四季变化与地球也几乎一样。以往的探测发现了存在水的证据，火星上是否存在孕育生命条件以及火星是地球过去还是地球未来，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。
2、“近”是我们的能力可能延伸（提高）！基于现有航天能力，飞行时间8-10个月可到达，相比更远的行星和卫星，任务周期较合适；火星的环境，会使得机器人、电源、星际驻留（人类驻/住火星）等技术可以验证，成为可能。因此在载人登月之后，火星成为人类登陆行星的首选目标。由于火星相对地球距离较为遥远，对发射（火箭）、轨道（测控）、控制（飞控）、通信和电源（探测器）等技术和系统都提出了很高的要求。考虑到风险、成本等因素，地球航天器到火星的最佳路线为1925年提出的“霍曼轨道”。由于该轨道每26个月才能出现一次，且最近“霍曼轨道”形成时间为2020年7月-8月，所以我们今天实施任务！
3、“难”是我们的拼搏目标！月球探测任务相比，火星探测任务的难度更大（真的很难！！！）。但“难”得成功，就会分外甜蜜！具体这次哪里难？（也就是说哪里是技术突破点？）
a、任务起点高，技术跨度太大！

• 一次实现“绕、着、巡”，多任务耦合设计，接口复杂，关联性设计十分复杂；
• 飞得远（4亿公里），信号时延长（最长单程22分钟），火星面恶劣风沙冷，
• 发射规模大，环绕器和国际水平相当，着陆器重量仅次于好奇号；
• 故障冗余风险大，历史成功率不高（但90年代后，成功率有很大提高）；

b、任务环境新，任务不确定性大

• 设计是全新的，没有参考，完全自主；
• 火星环境全新，不确定性太多；
• 环绕上的7台仪器，以及火星车上的6台仪器，除法国奥地利设备外，都是新设计；

c、关键环节多，攻关难度大

• 关键性、单点性环节多，捕获制动、器箭分离、EDl过程开伞、动力减速（7min，125km，4.8km/s）等等；
• 全新气动外形、新型盘缝带伞、新式主动悬架、行星际深空测控等7类18项关键技术；

d、研制周期短，地面验证试验难度大

• 试验项目多、跨系统试验多、试验规模大，例如：气动验证、降落伞火箭弹飞试验、着陆缓冲试验等等；
• 地面仿真、地面模拟火星环境难度大，30%的重力模拟、多因素复合模拟等；

二、这次带来多少载荷？（13种）
（一）环绕器科学载荷（7种）

• 1.中分辨率相机，用于获取火星全球遥感影像图。
• 2.高分辨率相机，用于对着陆区和高科学价值区域成像。
• 3.次表层雷达，用于开展火星表面次表层结构、极地区冰层探测。
• 4.矿物光谱分析仪，用于探测火星表面的矿物种类、含量和空间分布情况。
• 5.磁强计，用于探测火星空间磁场环境。
• 6.离子与中性粒子分析仪，用于对太阳风以及火星空间离子和中性粒子的能量、通量和成分进行测量。
• 7.能量粒子分析仪，用于获取火星空间环境中能量粒子的能谱通量和元素成分数据。

（二）火星车科学载荷（6种）

• 1.导航/地形相机，用于为火星车提供导航和定位依据，获取着陆区及巡视区高分辨率三维图像。
• 2.多光谱相机，用于探测火星表面物质类型分布，获取巡视区可见、近红外波段的图像。
• 3.次表层雷达，用于探测巡视区次表层地质结构。
• 4.表面成分探测仪，用于获取紫外至近红外谱段的高分辨率的光谱特征信息。
• 5.表面磁场探测仪，用于探测巡视区局部磁场。
• 6.气象测量仪，用于探测巡视区环境气温等气象环境。

三、这次的国际合作
火星探测是科学探索工程，任务实施中开展了多项合作。与欧空局、阿根廷在任务测控方面互相支持；与法国、奥地利等国开展多个载荷的联合定标并合作开展数据分析。

四、任务目标
我国实施的首次火星探测任务，是在2016年1月经党中央、国务院批准立项的,任务目标是在2020年通过一次发射,实现2021年的火星环绕、着陆和巡视探测,迈出我国行星探测的第一步。具体目标是：
1、工程目标

• 突破火星制动捕获、进入/下降/着陆(EDL)、长期自主管理、远距离测控通信、火星表面巡视等关键技术,实现火星环绕探测和巡视探测,获取火星探测科学数据，实现我国在深空探测领域的技术跨越。
• 建立完整配套的深空探测工程体系,包括设计、制造、试验、飞行任务实施、科学研究、工程管理以及人才队伍,推动我国深空探测可持续发展。

2、科学目标

• ·研究火星形貌与地质构造特征。
• ·研究火星表面土壤特征与水冰分布。
• ·研究火星表面物质组成。
• ·研究火星大气电离层及表面气候与环境特征。
• ·研究火星物理场与内部结构。

五、任务组成
天问一号任务由国防科工局、国家航天局统一组织,由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用等系统组成。
工程总体由国家航天局探月与航天工程中心承担，主要负责工程总体方案设计，研制总要求、研制任务书和计划制订，以及工程总体协调与组织实施等工作。
探测器系统（中国空间技术研究院）：探测器由着陆巡视器（进入舱和火星车，中国空间技术研究院）和环绕器（上海航天技术研究院）组成。
运载火箭系统（中国运载火箭技术研究院）：运载火箭采用长征五号遥四运载火箭，全箭为两级半构型，每台助推采用2台液氧/煤油发动机，均使用无毒无污染推进剂。本次发射是长征五号系列运载火箭首次应用性发射，将探测器直接送入地火转移轨道。
发射场系统（中国卫星发射测控系统部）：发射任务由文昌航天发射场组织实施，采用“新三垂”测发模式和远距离测发控方式。
测控系统（中国卫星发射测控系统部）：测控系统由北京航天飞行控制中心、运载火箭测控系统、中继卫星系统、近地航天测控网、深空测控网、VLBI测轨分系统和国际联网站组成。
地面应用系统（国家天文台）：地面应用系统主要由运行管理、数据接收、数据预处理、数据管理、科学应用与研究等5个分系统组成。

正如取之于中国历史的“天问”这个工程名称，厚植于文化精髓，跨越出千年求索，体现着我们中国人的厚重底蕴以及我们迈向未知深空的勇气和毅力！火星就在那，宇宙就在那，今天，我们出发了，火星，我们来啦！

感谢图： 张高翔 孙钰程 郭文彬 屠海超
文字：Space Doctor

干就完事了！

早该这么干了，回过头去看，冷战真是人类的黄金岁月。

人类1961年进入太空，1969年登上月球，1971年建成世界上首个空间站，在那段人类进行太空探索的黄金岁月里，差不多每隔十年就整个大活，就连苏联行将解体，冷战即将结束的1991年，苏联居然还在测试暴风雪2号航天飞机。太空探索甚至成了各大主要政治力量的政治合法性的重要来源，连后发国家都不甘居人后，想方设法的以各种方法参与到太空探索的进程中来，独自搞不了太空探索的小国就搭伙一起过日子，或者去蹭大国的舱位，一时间形成了各显神通，钻头觅缝和百花齐放的局面。

翻看那个年代的未来畅想，都是21世纪人类在太空中傲游。

然后21世纪过了五分之一了，我们遨游个屁的遨游，我们还在地球上吃灰，吃前人的遗产，吃老本，连太空歌剧都跟着一块完犊子了，现在一提起科幻，不是赛博朋克近未来反乌托邦就是末世废土生存剧，要么就是一转修仙，我都不知道人类究竟是惧怕仰望太空还是羞于面对前人，亦或兼而有之？

明明机械飞升是最适合搞太空探索的技术方式，然而一提起机械飞升人们脑子里还是只有赛博朋克，一堆义肢古惑仔在外立面LED照明化的水泥盒子之间勾心斗角互相算计，搞一些迫真高科技的街头混混行为。

然而再高科技的混混，他终究是个混混。

我们对科技和未来的想象居然已经变的如此猥琐，如此佝偻，如此不堪，还不自知！

你再看看现在，我们整天都在忙着搞些啥？最大的太空新闻居然是忙着研究低成本可重复使用火箭。

主要议题是啥？收铸币税，念左右经，贴大字报，戴口罩和不戴口罩，戴口罩和不戴口罩衍生出来的形而上学问题，戴口罩和不戴口罩的反思与辩证关系。

这tm都是些什么乱七八糟的东西？

能不能偶尔做点正事？都21世纪了各位，一台破手机的算力都超过阿波罗的主控计算机了，求求你们行点人事吧。

还整天说冷战思维冷战思维的，可别埋汰冷战思维了，那叫冷战？那分明叫黄金时代！冷战思维应该是一个褒义词！那会的人类英雄辈出，传奇故事鳞次栉比形同常态，敢于做大手笔，搞大事情，整大活，上能九天揽月，下可五洋捉鳖，把原子拆碎了又聚合，在月球上插旗，在轨道上实现常态化存在，做的是功在当代的事迹，想的是星辰之间的荆棘坦途，怀的是功成不必在我的气魄，创的是利在千秋的伟业！他们用简陋的技术做到的事情，是我们吃着专利税却想都不敢想的宏愿！

一堆人扣扣索索的在地球上互相垮起个批脸，争先恐后cos阿Q，无利不起早，星空不敢仰望，算账比猴还精，我称之为人类师爷化。

恶心啊，我都关着灯，你哪怕放卫星丢垃圾呢？放点，花不了多少，哪怕偷偷摸摸的？

干点大事，别再给先人丢脸了，先人就那么点脸，还能供我们丢几天？有朝一日脸丢尽了，无脸可丢了，怎么办？大伙分行李回家吹灯拔蜡死了拉倒？

其实之前还有萤火一号，可惜发射失败。

证明了长征五号还是基本可靠的，可以发三枚长征五号登个月试试。

借此话题引申一下：

基于人的群体心理，如果我国有能力投入X元钱，能实现类似 “在美国人每天争论性别到底有几种时，率先建立火星基地，整日向全球直播中国人在火星上种菜” 这种性质的 “奇观” 的话，因此 “奇观” 的存在对全球群体心理的必然影响，而可能节省下来的，本需要耗费在类似中美对抗、代理人战争、全球收买等事项上的财富Y，很可能会远大于X。即，X这笔钱，会花得超级值得。

当然，这里也就是说个方向性的逻辑。现实层面上，这并不太有可行性。中美两国在航天领域的差距，依然不小。而人类距离有能力建立火星基地，更是遥远。

反正钱花在这种事情上面，不论X等于 “几独”，都是值得的，高效的，美好的，奋进的。

1992年，我们敬爱的，大家都知道是谁，宣布

当年两弹一星的时候，闹着要下马，当时负责的人说，这一下马，几十年也追不回来

我那时候看过一篇报道，很有意思

说是当时下马某个项目，做得好，做的对，就应该下马

然而这个项目的负责人有一次见到了李老师，做了汇报，李老师说这怎么能下马呢

终于项目又上马了，成功了

后来WG的时候，这个项目的负责人被批斗，就是不知道是谁批斗的了

其实真的很感慨，从1992年开始，我们才逐渐走上了正轨，真的不容易

希望我们的航天事业越来越好

郑和的悲剧不能再次重演了啊····

PS：

顺便说句，这次卫星发射，这架势，很美帝范儿啊···

就是发射塔还是少了点

嗯，这样就看着顺眼多了··

一排胖小子排排坐

我发现我说的张三，你非说李四

五十年代我们歼5歼6是和美帝的F86差不多

但是都是苏联给的，类似于我买了CPU显卡硬盘主板，拼起来一台电脑，这电脑和美帝的电脑水平差不多，这不能叫我们和美帝技术水平一样··

说白了，我们水平也是从0变成了1，但是拼装出来的能有90.美帝实力是100

其实我们国家南京长江大桥通车代表了一件事情，就是我们可以离开苏联，自我复制，自我升级。

六七十年代我们和美帝差距拉大，美帝的F14、15、16都出来了，相当于到了150

我们还是歼5歼6，但是这个歼5歼6，就相当于CPU显卡硬盘主板都是我自己生产的，相当于我的水平终于达到了90，这个90才是实际上的90.不是虚的90.

和美帝的差距，既可以说拉大了，也可以说缩小了。

而80年代大量进口，优点是快速升级，缺点是把自己的团队给解散了，连资料都没保存。

这就造成了一个问题，就是欧美可以继续升级

我们就只能一直买买买了，没办法自己升级了。要是我们是小国，需求量也就几个几十个，买没问题，问题是我们是大国，需求量是十万百万级别，真的买不起。

一直到92年，我们敬爱，大家都知道是谁，才开始慢慢的重新搭建科研团队，自己慢慢爬科技树。

所以我很头疼就是这个，我说张三，他非说李四，最后还来了一句：言尽于此···

看的我牙花子疼

自古以来，火星就是中国的领土。

——公元3303年，中华外交部火星特区办事处宣。

国之大事，在祀与戎。——《左传》

祀是国家的精神凝聚力；

戎是国家的军工力量。

这个宇宙有1000亿个星系。

平均每一个星系有1000亿颗恒星。

探索属于我们自己的恒星系统，仅仅只是迈出的最小一步。

航天最终能走多远，取决于我们的对手。

如果对手是我们自己，我们能走向无限遥远的星空。

如果对手，是别人。

就会像某一个国家，在瞬间失去对手之后，航天科技停止甚至后退了几十年。

深邃的星空之中，有人吟唱：

遂古之初，谁传道之？

上下未形，何由考之？

冥昭瞢闇，谁能极之？

冯翼惟象，何以识之？

……

谢邀，写的太认真，来晚了，我还有机会么…

一文解读关于天问一号的所有疑问和误区

提纲：

1、天问一号包括哪些？“绕着巡”三件套

2、从地球到火星：最短最快抵达？想得美！

3、抵达火星附近之后做什么？

4、“恐怖七分钟”？对，也不对

5、着陆在哪里？

6、天问一号，要探测什么？

2020年7月23日下午，我国首个自主的火星探测任务“天问一号”从海南文昌发射场，搭乘长征五号遥四火箭顺利发射升空，奔赴火星。

这样的时候，想必关于天问一号的科普是全网铺天盖地目不暇接，嗨，这时候讲太细了反而不太能get到重点，所以这期的目标就是尽量简单地让大家一文了解关于天问一号的整体情况吧。（体贴）

1、天问一号包括哪些？“绕着巡”三件套

天问一号火星探测任务是个大家族，包括：环绕器、进入舱（着陆架）和火星车三件套。

环绕器带着着陆巡视组合体抵达火星附近，进入舱带着火星车进入大气层，火星车在火星表面巡视探测。不过，环绕器对火星车的意义不止于“带一程”，它还会持续为火星车提供通讯中继。

2、从地球到火星：最短最快抵达？想得美！

每26个月，地球上会有一小段时期特别适合发探测器去火星，事实上，人类六十年火星探测史上，绝大多数探测器都是在这样的“火星发射窗口”出发的。

最近的这个火星发射窗口就是今年（2020年）7-8月，不只是我国的天问一号，NASA的毅力号火星车（计划7月30日发射），阿联酋的希望号（已在7月20日发射）都选在这个窗口发射。

很多人直觉上会以为，这样的“时机”特殊之处在于能让探测器最快抵达火星，或者说用最短的时间、以最近的路程抵达火星。但恰恰相反，火星探测器优先选择的是一条更加漫长和遥远的旅途（也就是“地火转移轨道”）——因为对大多数不载人的探测器来说，路上多花点时间根本不是事儿，但燃料却是“无价之宝”，在火箭运力一定的情况下，探测器需要消耗的燃料越少，就越能多带点其他有用的东西，比如带更多科学仪器，进而有更多科学产出。

一言以蔽之：又省燃料又路程短又快，不存在的。鱼与熊掌不可兼得。

有赖“胖五”的运力加持，发射后的天问一号可以一次性获得足够大的速度，能被直接送入地火转移轨道。

就是这样一个环绕太阳，能和火星轨道交会的椭圆轨道（图为标准霍曼转移轨道）▼

而如果火箭运力不足以让探测器达到足够高的速度（轨道）的话，探测器就需要先在地球绕上几圈（被送入地球停泊轨道），再通过自己消耗燃料点火一点一点加速（抬升轨道），最终蹭进地火转移轨道。你看，火箭给力的话，不仅能发更重的探测器，带更多东西，而且还能帮探测器省更多燃料。

地球停泊轨道中转的典型代表：印度曼加里安号▼

探测器在地火转移轨道飞行一段时间后就能与火星自然“相遇”，途中无需一直消耗燃料，只需在择机进行的几次点火修正轨道时消耗少量燃料即可。换言之，在火星发射窗口出发，从地火转移轨道飞向火星，这是掌握物理规律的地球人总结出的尽可能节省燃料的一条路线，代价则是需要花费很长的时间，飞很长的路途。

不过，前面的图里其实只是地火转移轨道中最省燃料的一种情况——霍曼转移轨道。探测器与火星交汇时探测器刚好飞过半个椭圆，这时候探测器和火星的速度方向相切，入轨和轨道机动所需的燃料最少。霍曼转移轨道路上一般需要花费6-11个月。

那你说我愿意多花点燃料，想再快一点，路程短一点，可不可以？可以。如果探测器在初始阶段有更高的速度，进入一个更大的椭圆轨道，那么就可以提前与火星交会，这就是快速转移。如果将来我们有载人火星任务，那么燃料相比于人就没有那么重要了，我们会更倾向于更快抵达的方案。

按目前公布的信息来看，天问一号的地火转移之旅需要在路上花费约6个半月（算是很快的了），于2021年2月抵达火星附近。

3、抵达火星附近之后做什么？

天问一号计划在一次任务中实现“环绕、着陆、巡视”三大目标，首先需要完成的就是“环绕”。待到2021年2月，天问一号在抵达火星附近之后需要通过“刹车”减速（近火制动），被火星引力捕获，进入环火星轨道。

不过，天问一号并不会在入轨之后立刻分离着陆装置，而是和NASA的海盗号任务相似，让环绕器先经过一段时间的火星停泊轨道探测，实际考察了着陆区之后再释放着陆装置。可以说是非常谨慎了。

经过2-3个月的在轨运行，调整好轨道，确认了着陆区状况之后，天问一号环绕器将在2021年4月之后释放着陆巡视组合体。

4、“恐怖七分钟”？对，也不对

从进入火星大气层，到着陆火星表面，探测器需要经过一段艰险异常的路程。天问一号的着陆巡视组合体也必须经历这段严酷的考验。
人们常常把这段路程成为“恐怖七分钟”甚至“死亡七分钟”，但其实不一定。

对的地方在于：恐怖确实是恐怖的。着陆过程不仅复杂艰险，而且由于信号延迟和屏蔽，无法得到地面站的支援，一切都要靠探测器自主完成。迄今为止的火星着陆任务近一半折戟于此。

不一定的地方在于：不一定是七分钟。

事实上，目前的火星着陆任务绝大多数是抵达火星后直接着陆的，即使是欧空局的痕量气体轨道器（TGO），也是在抵达火星后先扔下斯基亚帕雷利着陆器，然后才进入环火星轨道的。这就意味着，这些着陆任务在进入火星大气层的时候速度更大，着陆过程所需的时间也更短。

典型的“恐怖七分钟”案例洞察号，进入火星大气层时速度约5.5 km/s▼

但并不是所有的火星着陆任务都这样。如果是先减速进入环火星轨道，然后再分离着陆的话…显然，着陆任务进入大气层的速度会降低不少。以NASA的海盗号任务为例，海盗号是先环绕器进入环火星轨道，对着陆区进行了一个多月的考察之后，才择机释放的着陆器。在这种情况下，海盗号着陆器进入火星大气层的速度是4.6 km/s，比洞察号低了16%。这段着陆过程花了多久呢？大约10分钟 [3]。

那同样采用先环绕器入轨，再择机释放着陆装置的天问一号呢？按目前公布的时序来看，天问一号着陆巡视组合体进入大气层的速度约4.8 km/s，整个着陆过程大约需要8分钟。

这是天问一号的“恐怖八分钟”▼

5、着陆在哪里？

天问一号最初选了2个备选着陆区，有趣的是也和两艘海盗号（Viking 1和Viking 2）很像，分别是1区（克律塞平原）和2区（乌托邦平原） [1]。

根据天问一号项目组最近在《自然·天文》上发表的任务介绍，目前进一步拟定的着陆区是2区（乌托邦平原）[4]——和NASA的洞察号、毅力号任务相对比较近（注意：不是火星车行驶可达的那种近啊别误会！）。

2分钟告诉你，本次“天问1号“的探测最重要的任务是什么？

2分钟告诉你，火星探测器着陆的最大难点是什么？

2分钟告诉你，今年7月各国火星探测任务有什么不同？

七月，宜上“火”~

技术上的很多内容， @太空精酿 的回答里都讲了

在看到这条新闻的时候，大多普通网友就已经为这次任务盖章。但你既然刷到了这条视频，就知道事情远没有这么简单——对于航天人和科学家来说，“成功？还有很长的路要走呢”

有朋友说，这个任务难吗？美国已经在过去的几十年内往火星上发射了很多次探测器，成功了不少，现在已经2020年了，只是送一个探测器去火星，难道不是很容易？

我们可以很肯定地说，不是。在聊今天的主题之前，我们先把这个误区给大家解释清楚，去火星这事相当不容易。

今年有三个探测器奔赴火星，但即使是已经有了数次成功经验的美国，我相信他们也不会觉得去火星是件简单的事。

为什么？我给大家看两组数字。

第一组：50%。

这是人类开始火星探测至今的60年里，火星探测大致的成功率，是不是觉得还可以，至少有一半成功？那么，看下对比，人类金星探测的成功率约77%，月球探测的成功率约76%。而火星就一半，所以火星拥有了“探测器坟场”的诨名。

第二组：5500万公里-4亿公里。

这是地球和火星之间的距离。最远的时候，超过了4亿公里。我们每晚抬头都能看到的月亮，距离地球有多远呢？36.3万——40.5万千米。地火距离是地月距离的几百倍，结果就是，探测器去往月球的话几天就能抵达，去往火星的天问一号在路上却要花掉漫长的7个月。

天问一号不仅要孤身一人走过这段很长的路，还准备挑战“一箭三连”——一口气搞定环绕、着陆、巡视，为我们带来更多对火星的认识。

要完成难度这么高的任务，航天人和科学家一定是全程密切关注、坐在电脑旁，对天问一号下达各种指令，进行精密操作吧？

你的脑海里是不是已经有画面了——

然而，实际情况大多数却是——

这里我们再补充一个背景知识，受制于通讯，天问一号在深空的大多情况下是无法被远程协助的。

有的朋友比较内行，可能会纠正我说“不对！为了解决探测器远程探测的难题，深空探测天线站佳木斯站、喀什站，海外测控站，都在建设、更新，中国将逐渐拥有在地球和宇宙之间近乎无死角的深空通信能力。有图有真相！”

说的没错。不过，我们还是没办法实时操控奔赴火星的天问一号，主要还是因为地球到火星实在太远了，信号传输需要时间。

当地球与火星处于最大距离时，通信信号光速传输单程就需要22分钟！22分钟的延时是什么概念？想象一下这个场景——你开启了一把紧张刺激的实时竞技游戏，开局，你发出了“请求集合”的信息，你的队友们在22分钟后，收到了这条莫名其妙的信息并看了看他眼中呆若木鸡的你，看了看惨败的战绩，点击了“收到”并集体将你举报。

也就是说，天问一号大多时候必须独立作业来规避延时。

可以这么理解，她初次上场，刚出地球这个新手村，便被告知“你已经是一个成熟的探测器了，要尽量独立解决前所未有的难题，我们已经把秘籍都传授给你，带着全村的希望，出发吧！”

那么，这个“被迫成熟”的探测器是如何决胜千万里之外，进星赶考，独当一面的呢？这个问题正是接下来我们要聊的主题，我们结合着她的三个目标一起说：

目标一：火星环绕。

顾名思义，就是一圈一圈环绕着火星并在过程中展开各项探测。

想要进行环绕，就要先从地球到达目的地——火星轨道。这个难度相当于——从巴黎打一个高尔夫球，正好落到东京的某个球洞里。靠奇迹吗？不，靠科技——从地球飞抵这个轨道，探测器需要6至11个月的时间。

期间会受到太阳系内多个天体的引力扰动，还会受到太阳风、空间辐射的干扰，探测器会通过内置的陀螺仪、天文导航、多普勒导航等多种系统来对自身的姿态与位置进行确认，同时与地面超算平台得到的轨道进行比对，进行调整。

而且，火星质量仅有地球的10.7%，与地球相比非常轻，引力影响范围很小，所以，本来高速飞行的天问一号到了火星附近时，还必须及时刹车，准确滑入环绕火星轨道。这些动作不仅要一气呵成，还不能出一点差错，否则便是“星际迷航”，且没有“回头路”可言。

目标二：火星着陆

经过2~3个月的环绕，有了环绕时的测绘积累，天问一号对着陆区将会有更多了解，按照计划，天问一号的环绕器和火星车、着陆平台会进行分离，轨道探测器留在火星轨道继续空中探测，火星车和着陆平台将执行惊心动魄的第二个目标——在“探测器坟场”跨过鬼门关——下降并着陆。

在这无法人工干预的短短八分钟之内，探测器需要先把速度从每秒4.8千米的降为0。火星着陆器需要隔热罩、降落伞、反冲发动机等联合工作。这个降落过程有超过1000个动作，全部靠探测器自主完成。

接下来，当距离地面100米时，它还要悬停。此刻，探测器相对地面的速度已经是0了，需要看一下地面有没有坑、有没有大的石头，对这些障碍物进行规避，调整一个相对安全的位置，保证顺利落地。

目标二的时间很短，大概有7到8分钟，但却是整个任务的关键和难度巅峰，人类一共有15次火星着陆任务成功进入了火星大气层，但只有8次任务成功着陆并顺利开展探测工作，近一半的考生在这一关卡“名落孙山”。

目标三：火星巡视

火星车与着陆平台平稳降落后，将在火星上走走看看，开展科学探测。

“天问一号”有五大科学目标，主要涉及空间环境、表层环境、地下浅表层结构等研究，火星车上携带的6种载荷将对相关科学问题开展探测，比如大气环境测试仪，可以获取火星温度、风力等信息。

这些问题听起来很枯燥，但其实我们关心的那些问题——比如，火星上有生命吗？人类有可能移居火星吗？这些科学问题都需要通过细致的研究才能回答。可以说，天问一号在火星走出的每一小步，都是中国深空探测的一大步。

这里，我们想再说一点感想。

从宏大的空间尺度看，地球不过是太阳系的暗淡蓝点，天问一号更是无比渺小，微不足道；从长远的时间尺度看，终有一天我们会冲出地球、冲出太阳系，踏足其他行星甚至其他星系，到那时，天问一号也许早已被淹没在时间长河里，成为历史的一部分。但我们仍然希望，无论到何时何地，我们都能记住开启了中国行星探测历史的天问一号，因为它寄托着中华民族自数千年前就开启的问天梦想，承载着我们最初的、无穷的想象和勇气。