未来火星探测，中国人的首个红色火星之旅这样开始

　　作为21 世纪上半叶星际探测的终极目标和地外行星中＂最耀眼的明星＂，火星旅行一直是很多人的梦想！这颗荒凉、空寂、砾石遍布、黄沙漫天的红色行星上是否曾经存在过生命?未来能否将火星改造成人类可居住的＂第二家园＂？这些问题让人们们迫切希望从火星上找到答案。
　　中国首个火星探测器——＂火星一号＂（暂定名）预计在2020年发射飞往火星。根据地球与火星位置的关系，每26个月火星会有一次距离地球最近的机会，即太阳、地球、火星位于一条直线上，这也是发射火星探测器的最佳时间发射窗口，发射后的＂火星一号＂将沿着一条比双切轨道大的椭圆轨道航线飞行，经过259天左右的漫长航行才能着陆火星。
　　中国火星探测任务，主要是对火星进行科学考察。在探测器到达火星之后，它将会一次性完成＂绕、落、巡＂三个任务，也就是说一次发射完成火星环绕探测、着陆火星表面和展开巡视探测任务，开展火星全球性和综合性探测，并对火星表面重点地区精细巡视勘查，相对于探月工程＂绕、落、回＂的三步走规划，火星探测的首次任务可以说任务艰巨。
　　中国火星探测器由＂环绕器＂、＂着陆器＂和＂巡视器＂组成。从地球到火星的距离为4亿公里，探测器从地球飞到火星的时间会根据发射的窗口期的不同而有所差别，探测器接近火星后，首先要让它被火星引力捕获，成为环绕火星飞行的探测器。
　　探测器在环绕轨道上需要做一些调整，同时对仪器进行检测，还将对火星的形貌开展探测。之后，在合适时机，与环绕器分离的着陆巡视器将进入火星大气，着陆到火星表面并释放火星车，开展巡视探测。与此同时，环绕器继续在轨道上进行科学探测，并为火星车提供对地面的数据中继服务。
　　中国的火星探测任务形式不同于美、苏、欧、印等国的火星探测项目。美国NASA的探测环绕就是环绕，巡视就是巡视，从来还没有哪个国家一次任务就同时实现环绕和着陆巡视。国外在火星着陆任务之前都有环绕卫星在火星附近，可以为着陆过程以及着陆后的数据通信提供及时支持。
　　而中国的火星着陆巡视器是环绕火星不久后，就要与环绕器分离并降落，巡视器着陆火星，巡视器将在火星＂走起来＂。这对于着陆后的火星车的自主能力提出了更高要求。
　　火星探测的最核心、最难的地方，就是探测器进入火星大气后气动外形和降落伞减速的过程，并且只有一次机会，必须成功。由于地球与火星距离遥远，整个过程探测器与地球的通信延迟大概在 10 分钟左右，无法由地面实时控制，必须依靠探测器自主完成。
　　自1960年以来，世界上已实施的40多次火星探测任务，成功率仅为52％。火星大气具有很大的不确定性，比如火星大气的变化规律、风暴时的特性等，如果降落那天真的起了尘暴，就不能降落，因此火星车必须＂休眠＂，耐心地等待尘暴过去。
　　由于没有那么多的推进剂来抵消那么高的速度，所以登陆火星时，99％ 以上的减速都是靠火星大气的作用。然而，火星的大气和降落伞减速与地球上的相似度不到50％，而且火星的大气难以在地面模拟。
　　由于中国火星车将使用太阳能供电，因此最理想的地方是火星赤道附近，但是火星赤道附近的地形复杂。另外，由于登陆火星99％ 以上的减速是靠大气减速，因此着陆点海拔越低减速时间越长，登陆越安全。综合考虑地形复杂度、高程、光照条件、温度等因素，火星比较适合的着陆点在北纬5°——30°的区域。
　　火星探测器上面有处理器，里面运行着多种程序。当着陆器的防热罩抛掉后，处理器开始运行着陆程序，在下降着陆段探测器利用光学相机对火星表面进行拍照以获取火星表面的瞬时图像，并通过程序运算识别火星地面特征。探测器根据这些特征作为导航陆标，对自己的位置、速度、姿态进行估计，从而避开大的石头、陨石坑，选择平坦的地面降落。随着探测器高度下降，光学相机拍到的影像清晰度增加，探测器进而能够识别更小的石块，从而进行标记和规避，最终寻找到最完美的降落地。就像驾驶员开车需要看交通指示牌一样，才能够知道自己在哪，否则就可能迷路，到不了目的地。
　　着陆火星只是第一步，2025—2030年还要实现从火星上实地取样返回！未来中国火星探测任务将有五大科学目标：火星形貌与地质构造特征、表面特征与水冰的分布、火星表面物质组成、火星大气的电离层以及火星表面气候环境的特征、火星的物理场与内部结构。
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　　解密载人火星航行，未来人类这样登陆火星！