文/ 赵聪 宗合
2021年5月15日7时18分,中国天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。
中国航天器首次奔赴火星,就“毫发未损”地顺利出现在遥远的红色星球上,完成了人类航天史上的一次壮举,实现了我国首次地外行星着陆。着陆后,祝融号火星车成功传回遥测信号。
之后,端坐在着陆平台上的祝融号火星车依次对着陆点全局成像、自检、准备驶离着陆平台并开展巡视探测。
5月19日,国家航天局发布了我国首次火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。图像中,着陆平台和祝融号火星车的驶离坡道、太阳翼、天线等机构展开正常到位。
据遥测数据判断,5月22日10时40分,祝融号火星车已安全驶离着陆平台,到达火星表面,开始巡视探测。
火面工作期间,火星车将按计划开展巡视区环境感知、火面移动和科学探测,通过配置的地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪等6台载荷,对巡视区开展详细探测。
▲ 火星车与着陆平台分离模拟图
▲ 图一由火星车前避障相机拍摄,正对火星车前进方向。图中可见坡道机构展开正常;图像上部的两个伸杆为已经展开到位的次表层雷达;前进方向地形清晰。为获知火星车前进方向更大范围的地形信息,避障相机采用大广角镜头,在广角镜头畸变的影响下,远处地平线形成一条弧线。
▲ 图二由导航相机拍摄,镜头指向火星车尾部。图中可见火星车太阳翼、天线展开正常到位;火星表面纹理清晰,地貌信息丰富。
同时,环绕器将运行在中继轨道,为火星车巡视探测提供稳定的中继通信,兼顾开展环绕探测。
我国首次火星探测任务——天问一号任务于2016年正式批复立项,计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视探测。
天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器组成,着陆巡视器包括祝融号火星车和进入舱。天问一号探测器于2020年7月23日由长征五号运载火箭成功发射,今年2月10日成功实施火星捕获,2月24日成功进入周期为2个火星日的火星停泊轨道,随后对火星开展了全球遥感探测,并对预选着陆区进行详查,探测分析了火星的地形地貌、沙尘天气等,为着陆火星做了充分的准备。
5月15日凌晨1时许,天问一号探测器在停泊轨道实施降轨,机动至火星进入轨道。
4时许,着陆巡视器与环绕器分离。
此后,环绕器进行升轨,返回停泊轨道,为着陆巡视器的后续探测任务提供中继通信,搭建起地球和火星之间的通信桥梁。
着陆巡视器历经约3小时飞行后,进入火星大气。从进入火星大气到着陆火星表面是整个火星着陆过程中最为惊险的时刻。我国天问一号任务火星着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降4个阶段,历时“惊心动魄9分钟”,最后成功软着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。
天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行和测控通信、地外行星软着陆等关键技术,迈出了我国星际探测征程的重要一步,实现了从地月系到行星际的跨越,在火星上首次留下中国人的印迹,是我国航天事业发展的又一里程碑。