據央視新聞報道，剛剛，中國首次火星探測任務天問一號探測器在中國文昌航天發(fā)射場由長征五號遙四運載火箭發(fā)射升空，天問之旅正式開啟。

探測器將繞地飛行 200 多天并進入火星軌道，明年 4 月份，一臺火星車將被降落到火星表面，并工作 90 天。

去火星，需要哪些硬性條件？本文從時機、運載工具、飛行過程等角度為大家解讀。

首先是時機。

選擇此時在海南文昌發(fā)射火星探測器，可以說是天時地利。

今年 6 月到 8 月，地球與火星之間的距離最短，探測器飛行起來省時間還省燃料。

下個這樣的窗口期要等兩年多。

所以今年有 3 個國家都要探測火星，周一，阿聯(lián)酋在日本發(fā)射了 “希望號”火星探測器，接下來是美國。

而文昌發(fā)射中心的地理緯度低、離赤道近，探測器發(fā)射后變軌簡單，還能省下不少燃料。

第二是要有火力夠猛、實力夠強的運輸工具——火箭。

這次發(fā)射任務的運載工具是我們熟悉的 “胖五”，這個高約 57 米，起飛重量約 800 多噸的大力士，能載重 25 噸，相當于能把 16 輛汽車送入太空，而 “天問一號”探測器總重才 5 噸。

全球火箭性能排名，胖五能位列第三，所以說運載工具不是問題。

第三是精準無誤的軌道運算——探測器前往火星只能通過 “霍曼軌道轉移”。

探測器先繞著地球飛行，然后瞬間加速進入一個橢圓形的轉移軌道，在橢圓形的近供點加速進入火星軌道，等接近火星軌道時，探測器要 “剎車”降低速度，讓自己被火星捕獲。

這種軌道變化的方法，就被稱為 “霍曼轉移”，耗時 6 個月到 11 個月不等，轉移過程的干擾因素非常多，包括其它天體干擾、太陽風、空間輻射等。

從 1961 年至今，全球火星探測活動達 40 多次，但是成功變軌進入火星軌道的只有 19 次，可見其中的難度有多高。

第四，探測器的各部分要足夠皮實、自主能力強。

一般火星探測有四種方式：飛掠、環(huán)繞、降落、巡視。

“天問一號”的任務是要一次挑戰(zhàn) “繞、落、巡”，所以此次的探測器包括三部分——環(huán)繞器、著陸器和火星車。

而進入火星軌道后，一大難關就是要將著陸器和火星車送到地表，他們需要在 7 分鐘內，將時速從兩萬千米降低到零。

這個過程也被稱為 “恐怖 7 分鐘”，人類現有的 44 次火星探測任務中，只有 9 次安然度過 “恐怖 7 分鐘”?；鹦菐缀跏侵懫鞯?“墳場”。

再加上地球與火星之間的通信有 44 分鐘延遲，著陸器相當于 “盲降”，必須自主完成超過 1000 多個降落動作，對著陸器的要求極高。

當著陸器順利將火星車送到了火星地表，真正的任務才剛開始。

火星雖然被稱為太陽系中跟地球最相似的天體：

有地殼、地幔、地核，直徑是地球的一半，表面積約等于地球的陸地面積，表層有高山、平原和峽谷，甚至還有河流的痕跡；

一天有 24 小時 37 分左右，也有四季交替、五帶劃分，南北極被冰川覆蓋；

空氣中有少量的氧氣、氮氣、氬氣和水蒸氣，主要成分是二氧化碳。

但火星上的天氣非常極端，從龍卷風到全球性沙塵現象經常發(fā)生，有時沙塵暴還會持續(xù)數月，破壞力是地球 12 級臺風的 6 倍，從天空望去全是土。

“天問一號”的火星車需要在極端條件下，在 90 天內完成 5 項任務——探查火星地貌和地質構造；分析火星土壤特征，尋找水冰分布；分析火星表面物質成分；調查火星大氣與氣候；探測火星電磁場、重力場等物理場。

要完成這些任務，對探測器的要求極高。

其實從 17 世紀望遠鏡發(fā)明以來，人類對火星的探索就從未停止，在 1840 年就有了首張火星地圖；60 年代，美蘇爭霸期間，就有 12 顆探測器被爭相送往火星，蘇聯(lián)在 1971 年首次將探測器落到火星表面。

而中國直到 1970 年 “長征一號 “火箭成功發(fā)射，才拉開我國航天活動的大幕，50 年間一路追趕，本來在 2011 年和俄羅斯合作，發(fā)射火星探測器 “螢火一號”，最后還是以失敗告終。

2013 年，我國專家組就確定要自己探索火星，并且制定了 “兩步走”方案，先在 2020 年實現 “繞、落、巡”，然后在 2030 年前實現火星取樣返回。

加上最近阿聯(lián)酋和中國，全球總共有 46 次探火活動，包括美國 21 次，蘇聯(lián)和俄羅斯 19 次，日本 1 次，歐洲 2 次，印度 1 次、阿聯(lián)酋 1 次、中國 1 次。

現在仍在火星軌道環(huán)繞的有美國、歐洲、印度的探測器，在火星地表工作的有美國的 “洞察號”和 “好奇號”、歐洲和俄羅斯的 “火星生物學”、歐洲的 “火星快車”。

最后，這次 “天問一號”只是發(fā)射任務的代號，是 2013 年向網友征集了 3 萬多個名字，經過 300 多萬票才敲定的，“天問”源于屈原長詩，寓意為探求征途漫漫。