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科技日报天问一号：在探火路上来一次“后发先至”

天问一号：在探火路上来一次“后发先至”
实习采访人员 于紫月
今年7月 ， 火星探测迎来发射“窗口期” ， 一旦错过 ， 就要等待近26个月 。 随着这一关键节点的临近 ， 筹划了多年的中国首个火星探测项目 ， 也终于有了自己的名字——“天问一号” ， 中国行星探测任务则被命名为“天问（Tianwen）系列” 。
我国首次火星探测任务计划于7月择机在中国文昌航天发射场执行 。 中国航天科技集团五院火星探测器副总设计师贾阳此前表示 ， 此次探测任务目标是通过一次发射 ， 实现火星环绕、着陆、巡视探测目标 ， 开展对火星全球性和综合性的探测 ， 并对火星表面重点地区进行精细巡视勘察 。
一举多得
少花钱多办事
纵观人类航天史 ， 人们似乎对火星“情有独钟” ， 截至目前 ， 全球共有40余次火星探测活动 ， 这是为何？
中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张伟在接受科技日报采访人员采访时给出了答案：“火星是太阳系内与地球特点最为接近的行星 ， 是人类未来移民的首选地 。 ”
毋庸置疑 ， 人类“第二家园”这一诱惑实在太大 。 “火星过去可能拥有过适合地球生命生存的环境条件 。 ”张伟表示 ， 研究火星地质、表面成分的长期演变过程 ， 岩石和空气、水的相互作用等 ， 将有助于我们理解火星生命可能存在和消失的原因 ， 进而分析和预测地球的未来 。
张伟介绍 ， 人类探测火星的方式通常包括环绕、着陆、巡视、采样返回、载人登陆探测等 。 今年“天问一号”一次发射同时要完成环绕、着陆、巡视3种探测目标 ， 实属“少花钱 ， 多办事” 。
一举多得的背后 ， 是复杂的技术和较高的风险 ， 国际上也鲜有先例 。 美国海盗1号、海盗2号火星探测器曾通过一次发射实现了环绕、着陆两种探测目标；欧洲也曾进行过类似的尝试 ， 但并未成功 ， 只实现了“一举一得” 。
【科技日报天问一号：在探火路上来一次“后发先至”】在中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席科学家、中国科学院院士叶培建看来 ， 我国首次火星探测任务实为“弯道超车” 。 他在接受媒体采访时曾表示 ， 我们若想实现超越 ， 需要利用现有的技术实现“两步并成一步走” 。 事实上 ， 我国很早就开展了相关研究 。 此次我国火星探测环绕、着陆、巡视计划如果能够一步完成 ， 这一跨越式方案将成为全球首次 。
多方合力
备战探火“大考”
正如叶培建院士所言 ， 我国火星探测计划筹谋已久 。
“2010年8月 ， 8位院士联名向国家建议 ， 开展月球以远深空探测的综合论证 ， 国家国防科技工业局立即组织专家开展了发展规划和实施方案论证 。 ”中国国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言曾撰文写道 ， 首次火星探测是深空探测的起点和重点 ， 实施方案经过三轮迭代和深化 ， 于2016年1月正式立项实施 。
从此 ， 一场瞄准火星的深空探测大戏正式拉开帷幕 。
首次火星探测任务由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用5大系统组成 。 其中 ， 探测器、运载火箭均由中国航天科技集团抓总研制 。
2017年9月 ， 第三届北京月球与深空探测国际论坛传来消息 ， 我国火星探测任务的相关载荷已经基本确定 ， 涉及空间环境探测、火星表面探测、火星表层结构探测等领域 。
此次任务所采用的长征五号遥四火箭也已做好了充足准备 。 2020年1月 ， 长征五号遥四火箭大推力氢氧发动机顺利完成了总装出厂前的最后一项验证 ， 标志着这台发动机性能达到预定要求 ， 即将转入火箭总装阶段 。
针对火星探测器的测控系统 ， 是一种基于现有的航天测控网和深空测控网 ， 包括北京航天飞行控制中心、佳木斯66米口径天线测控站等 ， 对火星探测器进行状态监视、轨道测量、飞行控制、在轨管理和应急处置等的系统 。 2020年3月 ， 北京航天飞行控制中心完成火星探测任务无线联试 ， 充分验证了探测器与地面系统的接口匹配性和一致性 ， 对各类方案、技术状态、软硬件系统进行了全面测试 ， 为任务顺利开展打下了坚实基础 。


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