5月15日7時18分，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器穩穩降落在火星北半球的烏托邦平原。
“天問一號”探測器由中國航天科技集團五院抓總研製。五院“天問一號”探測器產品保證經理饒煒介紹，“天問一號”探測器自2020年7月23日成功發射、精確入軌後，已按預定飛行程序在軌飛行了約10個月。自2021年2月10日成功環繞火星後，探測器相繼完成了着陸區預探測、軌道維持、自檢等關鍵飛行控制任務。
5月15日凌晨2時許，“天問一號”在火星停泊軌道上進入着陸窗口，隨後探測器實施降軌，環繞器與着陸巡視器開始兩器分離，繼而環繞器升軌返回停泊軌道，着陸巡視器運行到距離火星表面125千米高度的進入點，開始進入火星大氣，並最終軟着陸在火星表面。
與月球探測任務相比，火星探測不僅要面臨最遠4億公里的遙遠距離，而且火星環境與地球環境也有較大差異。火星大氣稀薄，受季節、夜晝、火星風暴等影響非常不穩定；火星表面地形複雜，遍佈岩石、斜坡、溝壑等障礙物；火星塵暴較地球更為嚴重。這些因素都給探測器着陸火星帶來了極大困難，安全着陸風險非常高。
要想平安穩定地降落到火星表面，首先要讓高速奔馳的“天問一號”減速。“要保證在超音速、低密度、低動壓的環境下打開降落傘。”五院“天問一號”探測器總體主任設計師王闖介紹説，由於火星大氣非常稀薄，還要求探測器的氣動外形具備高效的減速性能，需要更輕量化的防熱材料。
“天問一號”動力減速模擬圖
除了減速設計，火星進入方案的選擇也至關重要，甚至可以説決定“生死”。因為從開始踏上進入點的那一刻起，“天問一號”就迎來了此次探火旅程中最為兇險、最為驚心動魄的“恐怖9分鐘”。目前，人類火星探測任務成功率僅有五成左右，大部分失敗都是折戟在“進入/下降/着陸”這一階段。“這個過程需要融合氣動外形、降落傘、發動機、多級減速、着陸反衝等多項技術才能實施軟着陸。每個環節都必須確保精準無誤，差一秒都可能造成整個任務的失敗。”五院“天問一號”探測器總設計師孫澤洲説。
“天問一號“着陸過程模擬圖
為此，“天問一號”探測器在火星停泊軌道上就對着陸區進行了詳查預探測，獲取了大量着陸區地形地貌的數據，並對火星塵暴發生的概率進行了評估；同時，探測器繼承了嫦娥三號、四號、五號探測器成熟的懸停、避障技術，確保安全着陸。此外，我國還首次採用了基於配平翼的彈道-升力式進入方案，降低火星大氣參數不確定性帶來的着陸風險，提高探測器的適應能力。
據悉，“天問一號”探測器成功登陸火星後，我國第一輛火星車“祝融號”即將閃亮登場，開展火星表面巡視探測。
火星車在火星地表工作模擬圖
供圖：中國航天科技集團五院
來源 北京日報客户端 | 記者 張航
編輯：黃品超 胡德成
流程編輯 吳越