揭秘“天問一號”落火之旅：落在哪？怎樣落？探什麼？
中新網北京5月15日電 題：揭秘“天問一號”落火之旅：落在哪？怎樣落？探什麼？
作者 郭超凱
歷經近10個月的“太空之旅”，天問一號著陸巡視器15日成功著陸于火星烏托邦平原南部預選著陸區，中國首次火星探測任務著陸火星取得圓滿成功。
天問一號為何會選擇烏托邦平原作為著陸點？如何安全軟著陸于火星表面？後續又將開展哪些探測任務？記者採訪航太專家，答疑解問。
落在哪：烏托邦平原
在人類對太陽系的探索歷史上，火星總是給人無限期待與遐想。截至目前，全球共開展40多次火星探測，但成功率僅有五成左右。選擇一個合適的著陸點，對天問一號成功實施軟著陸至關重要。
火星這麼大，氣候條件、地形地貌、大氣狀況又異常複雜，哪才是天問一號的理想著陸區？中國航太科技集團五院黨委書記趙小津此前在接受中新社記者採訪時表示，航太專家通過對科學與工程的充分論證，本著工程實現風險低、科學探測價值高的原則，將著陸區選在了火星最大的平原——烏托邦平原。
據介紹，天問一號探測器的首選著陸點位於烏托邦平原南部，備選地點位於烏托邦平原東南部埃律西昂火山岩漿流地帶。
著陸區為何會選擇烏托邦平原？專家解釋道，烏托邦平原位於火星的北半球。火星南、北半球的地形地貌、地質構造、表面及次表面岩石礦物等差異巨大。火星南部為高地，這些高地60%的面積遍佈著“瘢痕纍纍”的隕石坑。而火星的北部，則是被火山熔岩填平的低矮平原，地形平緩，隕石坑較少且地質年齡較輕，地殼較薄，因此理所當然選擇北半球的烏托邦平原為著陸區。
怎麼落：“黑色九分鐘”
在選定著陸點後，如何成功降落火星是一大難題。專家表示，天問一號著陸巡視器要在約9分鐘的時間裏，將時速從約2萬千米/小時降至0並實現軟著陸，這一過程堪稱“黑色九分鐘”。
天問一號整個降落過程大致分為進入——減速——軟著陸三步，簡稱為EDL(Entry， Descent，Landing)。據中國航太科技集團五院總體設計部火星探測器總體主任設計師王闖介紹，天問一號在進入火星大氣層以後首先借助火星大氣，進行氣動減速，這個過程它克服了高溫和姿態偏差。氣動減速完成後，天問一號的下降速度也減掉90%左右。
“緊接著天問一號打開降落傘進行傘係減速，當速度降至100m/s時，天問一號通過反推發動機進行減速，由大氣減速階段進入動力減速階段。”王闖介紹，在距離火星表面100米時，天問一號進入懸停階段，完成避障和緩速下降後，著陸巡視器在緩衝機構的保護下，抵達火星表面。
值得一提的是，雖然此前中國已有月表著陸經驗，但此次天問一號火星軟著陸任務更加艱難。一方面火星表面存在大氣(火星表面大氣的密度是地球表面大氣密度的1%左右)，火星環境比月球更複雜；另一方面火星離地球距離更加遙遠，通信時延單程達20分鐘左右，因此在整個著陸過程，相距遙遠的地球科學家們來不及做任何處置，只能靠天問一號自主完成這“黑色九分鐘”。
探什麼：13個載荷持續發力
成功著陸火星後，天問一號將對火星開展哪些科研探測？航太專家表示，天問一號探測器攜帶了13個科學載荷，其中7個在火星上空的環繞器上，6個分佈在“祝融號”火星車上。
這些科學載荷有著五大使命，主要涉及火星空間環境、地表形貌特徵、土壤表層結構等研究，將給中國帶來火星的第一手資料。其中，與氣象有關的研究項目將收集有關溫度、氣壓、風速和風向的大氣數據，並研究火星的磁場和重力場，這些也將解答大眾對火星的好奇。
長期以來，人們最關心的是火星上是否存在生命，這成為當前火星探測的熱門問題。專家分析，烏托邦平原很可能是火星遠古海洋的所在地，而天問一號的著陸地點，位於古海洋和古陸地的交界處。1976年9月，美國“海盜二號”火星探測器也曾降落於此，併發回了霜凍現象的照片。
最新的科學探測發現，在火星烏托邦平原距離地面1到10米的淺表底層下方有大量地下水冰存在，儲水量相當於地球面積最大的淡水湖——蘇必利爾湖。火星地下有水，是否意味著火星存在或存在過生命，是否意味著火星是地球人的未來？這些問題都有待天問一號在烏托邦平原這片神奇之地做進一步解答。(完)
