出发，飞向火星——“天问一号”的火星之旅

文/南京市金陵汇文学校（小学部） 王蕾

同学们，我们生活在一个充满运动的世界，物体运动状态的改变与力息息相关。在学习了苏教版四年级科学上册第3单元《常见的力》之后，相信你们对弹力、摩擦力、浮力这3种力有了更深的认识。

力无处不在，常见的力除了以上3种以外，还有很多其他的力，这些力对我们的生活、生产有很大的影响。今天，就让我们跟随南京市金陵汇文学校（小学部）的王蕾老师，走近火星探测器——“天问一号”，一起来了解动力、阻力在火星之旅中发挥的大作用。

嗨！同学们，我是“天问一号”。2020年7月23日12时41分，我搭乘长征五号遥四运载火箭，从文昌航天发射场成功升空，由此开启了长达4亿千米的旅途。知道我去哪里吗？没错，去火星。

为什么去火星？

火星，这颗古称“荧惑”的红色星球，在漫长的岁月中与地球“相伴而行”。伴随着科技的进步，人类对火星的认知不断刷新：火星是离太阳第四近的行星，大小介于地球和月球之间；地表沙丘、砾石遍布，大气以二氧化碳为主，密度仅为地球的1%，既稀薄又寒冷；与有着71%的海洋覆盖率的地球不同，火星表面呈现出红色，它最明亮的时候犹如一团火球；平均赤道半径为3 398千米，体积为地球的1/7……火星上还有太多太多值得研究的地方。所以，我要去火星！

去火星怎么走？

为了顺利到达火星，我还特地制订了“旅行计划”呢！

第一步，我搭载长征五号遥四运载火箭发射升空，半个多小时后，在距离地面600多千米的太空中离开火箭，进入地火转移轨道；第二步，在地火转移轨道上经历约7个月的飞行，在地面测控系统的支持下修正飞行路径，我的环绕器逐渐飞近火星，进入火星捕获段；第三步，环绕器环绕火星飞行后，与着陆巡视器分离，进入任务使命轨道；第四步，着陆巡视器进入火星大气层，经过减速,着陆到火星表面；第五步，火星车驶离着陆平台，开始火星表面巡视探测。

哈哈，这些就是我的“火星五步走”计划！

“胖五”给我动力

不过，去火星可不是一件容易的事。幸运的是，我有好朋友助我一臂之力，它就是“胖五”——长征五号运载火箭，它可是我国最高、体积最大、运载能力最强的运载火箭哦！我们知道，当航天器的速度达到11.2千米/秒的第二宇宙速度时，就可以完全摆脱地球引力，去往太阳系内的其他行星。因此，第二宇宙速度也被称为“逃逸速度”。长征五号运载火箭第一次达到并超过了第二宇宙速度，飞出了我国运载火箭的最快速度。

“胖五”之所以能飞得这么快，是因为它有强大的动力。“胖五”内装有30台发动机，分别是8台120吨级液氧煤油发动机、2台50吨级氢氧发动机、2台9吨级膨胀循环发动机和18台姿控发动机，它们为“胖五”提供了巨大的起飞推力。其中，以8台120吨级液氧煤油发动机为动力的4个直径为3.35米助推器，是国内目前最大的低温液体助推器，它们是“胖五”起飞的主要动力源，所提供的起飞推力占90%以上。2020年7月23日，在海南文昌航天发射场，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器由长征五号遥四运载火箭发射升空

供图/视觉中国

阻力也来帮大忙

强大的动力可算是帮了我的大忙呢！但是，阻力也是“功不可没”哦！要知道，我的着陆器的着陆时间一般仅有7分钟左右，俗称“恐怖7分钟”，得名于火星着陆之难，其中的难点之一在于减速。刚进入火星大气时，着陆器的速度可达每秒几千米，7分钟的减速之后，速度只剩下每秒几米。如何在这么短的时间内减速呢？阻力来帮忙！

首先是“气动减速”。火星的大气层会产生阻力，着陆器的速度需要从4.8千米/秒降至460米/秒。但火星的大气层特别稀薄，即便最大限度地利用气体阻力减速，依然无法把速度降到理想状态。所以，还需打开专门研发的降落伞，利用降落伞产生的阻力进一步减速，着陆器的速度下降到95米/秒。此时，要关注火星大气层中风的大小和方向，因为风力太大会影响着陆点的精度，甚至影响着陆安全。

其次是“反推减速”，想要着陆火星，必须自带反推火箭，利用反推火箭产生的阻力减速。此时，着陆器的速度下降到3.6米/秒。

最后是“悬停避障”，着陆器在距离火星表面不远处悬停观察，为选定着陆点做最后准备。

成功着陆之后，我的火星车便开始了火星表面的巡视探测，还有不少的挑战在等待着我呢！比如，火星光照强度小，加上火星大气对阳光的削减作用，火星车的能源供给比较困难；火星上沙尘暴很大，是地球上12级台风造成影响的6倍，飞沙会遮盖火星车的太阳能电池板，使其无法正常工作……尽管面临的挑战前所未有，但我会勇往直前，完成我的火星之旅！

亲爱的同学们，一起为我加油吧！