5月15日7时18分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器稳稳降落在火星北半球的乌托邦平原。

“天问一号”探测器由中国航天科技集团五院抓总研制。五院“天问一号”探测器产品保证经理饶炜介绍，“天问一号”探测器自2020年7月23日成功发射、精确入轨后，已按预定飞行程序在轨飞行了约10个月。自2021年2月10日成功环绕火星后，探测器相继完成了着陆区预探测、轨道维持、自检等关键飞行控制任务。

“天问一号”动力减速模拟图

5月15日凌晨2时许，“天问一号”在火星停泊轨道上进入着陆窗口，随后探测器实施降轨，环绕器与着陆巡视器开始两器分离，继而环绕器升轨返回停泊轨道，着陆巡视器运行到距离火星表面125千米高度的进入点，开始进入火星大气，并最终软着陆在火星表面。

与月球探测任务相比，火星探测不仅要面临最远4亿公里的遥远距离，而且火星环境与地球环境也有较大差异。火星大气稀薄，受季节、夜昼、火星风暴等影响非常不稳定；火星表面地形复杂，遍布岩石、斜坡、沟壑等障碍物；火星尘暴较地球更为严重。这些因素都给探测器着陆火星带来了极大困难，安全着陆风险非常高。

要想平安稳定地降落到火星表面，首先要让高速奔驰的“天问一号”减速。“要保证在超音速、低密度、低动压的环境下打开降落伞。”五院“天问一号”探测器总体主任设计师王闯介绍说，由于火星大气非常稀薄，还要求探测器的气动外形具备高效的减速性能，需要更轻量化的防热材料。

“天问一号”着陆过程模拟图

除了减速设计，火星进入方案的选择也至关重要，甚至可以说决定“生死”。因为从开始踏上进入点的那一刻起，“天问一号”就迎来了此次探火旅程中最为凶险、最为惊心动魄的“恐怖9分钟”。目前，人类火星探测任务成功率仅有五成左右，大部分失败都是折戟在“进入/下降/着陆”这一阶段。“这个过程需要融合气动外形、降落伞、发动机、多级减速、着陆反冲等多项技术才能实施软着陆。每个环节都必须确保精准无误，差一秒都可能造成整个任务的失败。”五院“天问一号”探测器总设计师孙泽洲说。

火星车在火星地表工作模拟图

火星车在火星地表工作模拟图

为此，“天问一号”探测器在火星停泊轨道上就对着陆区进行了详查预探测，获取了大量着陆区地形地貌的数据，并对火星尘暴发生的概率进行了评估；同时，探测器继承了嫦娥三号、四号、五号探测器成熟的悬停、避障技术，确保安全着陆。此外，我国还首次采用了基于配平翼的弹道-升力式进入方案，降低火星大气参数不确定性带来的着陆风险，提高探测器的适应能力。

据悉，“天问一号”探测器成功登陆火星后，我国第一辆火星车“祝融号”即将闪亮登场，开展火星表面巡视探测。

供图：中国航天科技集团五院