“天问一号”:火星,我来了

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“天问一号”:火星,我来了

作者：林宽雨

来源：《新教育·校园版》 2020年第10期



文/林宽雨

2020年7月23日，海南文昌发射基地热闹非凡。这一天，我国首个火星探测器“天问一号”搭乘“长征五号遥四”运载火箭顺利升空，拉开了我国火星探索的大幕。随着“天问一号”的成功发射，关于它的各种报道纷至沓来，“天问一号”一时间成了航天界的“流量担当”，如果你现在对它依旧不是很了解，赶快往下看，去认识认识这个航天界的新晋“大明星”吧。

“天问”名称的由来

关于“天问一号”的知识，咱们从它的名字说起。天问一号中的“天问”一词，来源于我国浪漫主义诗人屈原所著的同名长诗《天问》，意在表达中华民族追求真理过程中的坚韧和执着，同时体现了中华民族对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意是探求科学真理长路漫漫，追求科技创新永无止境。

为省燃料选择“绕远”

在众人期待的目光中“天问一号”如愿开启了自己的火星探索之旅，相信大家此刻都盼望着“天问一号”可以早点到达火星，为我们揭开更多关于火星的秘密。事实上“天问一号”此次选择前往火星的路线并不是一条距离最近、用时最短的路线。这是为什么呢？难道为“天问一号”设计路线的专家们不希望“天问一号”早日开始探索工作？当然不是。之所以放弃短路线，是因为这条路线消耗的燃料太多。

对于大多数不载人探测器来说，在路上多花费点时间不是什么大事，但燃料可是“无价之宝”，在火箭动力一定的情况下，探测器消耗的燃料越少意味着可携带一起上天的东西就越多，到了火星上能做的事情就越多。所以，为了能带更多有用的东西上天，“天问一号”此次选择了一条消耗燃料较少但距离相对较长的前进路线。

环绕、着陆、巡视三大目标

根据目前公布的信息来看，“天问一号”此次前往火星大概需要6个半月的时间，于2021年2月抵达火星附近。在此之后，“天问一号”将会按计划完成环绕、着陆和巡视三大任务。首先是环绕，待“天问一号”到达火星附近后会通过“刹车”减速，然后在火星的引力下进入环火星轨道，在这个轨道上开启自己的探测工作；在对事先选定的着陆地点考察一番后，“天问一号”会选择一个恰当的时机让着陆巡视组合体与环绕器分离。分离之后的着陆巡视组合体会进入火星大气层，在完成配平翼展开、降落伞开伞、大底分离等一系列规范性操作后，在火星表面着陆；着陆后，就轮到火星车登场了，它会与着陆平台解锁分离，待驶离着陆平台后，开启自己的火星巡视之旅。

知识补丁：“恐怖七分钟”

探测器从进入大气层到着陆整个过程看似简单，实则艰险异常，每个探测器在这个过程中都要经历严峻的考验，人们常常把这段时间称作“恐怖七分钟”，甚至是“死亡七分钟”。探测器降落时不仅要找好切入火星大气层的角度，还要想办法在短短的7分钟内，把时速从2万多千米降至零。除此之外，在探测器进入大气层后，其防热措施、降落伞、气囊、缓冲火箭都要严格按照之前的设定进行工作，才能保证探测器最终安全着陆。迄今为止，进入火星大气层


的探测器有近一半折戟于此。为此，“天问一号”在出发前特地在位于我国河北省怀来县的地外天体着陆综合试验场进行了“降落演练”，试验成功模拟了着陆器在火星重力环境下悬停、避障和缓速下降的过程，对其设计的正确性进行了验证，增大了“天问一号”在火星上安全降落的可能性。

高科技仪器大盘点

不仅我们希望“天问一号”可以平安着陆，它带上天的那些仪器一定也有着同样的愿望，不然一些仪器就没有展示自己的机会了。那么，假如一切顺利的话，又有哪些仪器将大显身手呢？下面就给大家简单介绍一下。

这次负责在空中探测的环绕器一共携带了7台科学仪器，依次为进行火星地形地貌等研究的高分辨率相机和中分辨率相机；对火星化学成分、演化历史、资源分布等进行分析的火星矿物光谱探测仪；开展火星内部结构、主要成分、表面地形等研究的次表层探测雷达；研究火星电离层、火星空间磁场环境等的火星磁强计；进行火星能量粒子等研究的火星能量粒子分析仪及对火星等离子体中的粒子特性等进行研究的火星离子与中性粒子分析仪。在火星表面活动的火星车则携带了6台设备，分别为次表层探测雷达、地形相机、多光谱相机、火星气象测量仪、火星表面磁场探测仪和火星表面成分探测仪。在安全着陆后，火星车将在这些仪器的帮助下，从地形地貌、地质结构、气候特征、火星磁场等多方面展开对火星的探测工作。

从这么多被带去火星的高端仪器可以看出，为了揭开火星的神秘面纱，“天问一号”这次真的很拼。根据之前的设计，这次在空中探测的环绕器将会在探测轨道上运行一个火星年（约687个地球日），在火星表面探测的火星车的设计寿命则为3个火星月（约92个地球日）。希望“天问一号”能够如人们期望的那样顺利展开探测工作，在众多高端仪器的帮助下，在有限的设计寿命里为我们带来更多惊喜。

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