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继2021年2月10日成功进入环火轨道、2月15日调整进入火星极地轨道后 ， 我国首个火星探测器天问一号将迎来又一大考：进入火星停泊轨道 。 在进入停泊轨道并运行3个月后 ， 环绕器和着陆巡视器将“器器分离” ， 着陆器挑战火星软着陆 。
可以说 ， 天问一号如今走过的每一步 ， 都是中国航天史上的第一次 。
2月10日那次精准的“刹车”制动 ， 让天问一号成为我国第一颗人造火星卫星 ， 实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标 。 如果仅从“绕”这一目标看 ， 我国已成为继苏联、美国、欧空局、印度、阿联酋之后第6个成功部署火星探测器的国家队 ， 还是继印度、阿联酋之后第3个首次探火即获成功的国家 。
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天问一号刹车制动进入环火轨道 ， 成为一颗人造火星卫星
进入环火轨道仅5天 ， 天问一号又进行了“远火点平面机动” ， 形象来说 ， 就是顺势来了一个“侧手翻” ， 由横着绕火星转改成竖着绕火星转 ， 将轨道调整为飞越火星两极的环火轨道 ， 这样天问一号就能看到火星的南北极了 。 这样一来 ， 天问一号近火点高度也从400公里下调至265公里 ， 火星看得更清楚了 。
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通过远火点平面机动 ， 天问一号进入火星极地轨道
对于要一次实现“绕、着、巡”目标的天问一号而言 ， 真正的挑战其实刚刚开始 ， 接下来的难度系数将更大 。
按照计划 ， 这两天 ， 天问一号回到近火点时将进行一次刹车 ， 更换线路 ， 迈入到停泊调向轨道；2月20日前后 ， 当“天问一号”在停泊调相轨道上再次到达近火点时 ， 需要再度刹车 ， 进入停泊轨道 。 当然 ， 停泊轨道并不是静止停泊不动 ， 而是相对于下一步更关键的着陆阶段来说 ， 保持中途停泊状态 ， 这个停泊轨道周期约2个火星日 ， 主要目的是对既定着陆点进行预先探测 ， 为期长达3个月 。
为何要进入停泊轨道 ， 而且还要长达3个月？
火星探测 ， 对于初来乍到的天问一号而言 ， 还是陌生的 ， 为确保安全 ， 没有选择在入轨后就一气呵成着陆火星 。 我国的原则是稳妥为要 ， 采用“先绕后落”的可靠模式 。 按照此前的计划 ， 天问一号将着陆火星的乌托邦平原 ， 具体的着陆点可能是一个古海洋的所在地 ， 科学家认为这个地方有很高的科学价值 ， 很大可能取得意想不到的科学成果 。 然而 ， 要想在遥远的宇宙精准着陆 ， 就需要停泊轨道上的天问一号一遍又一遍地确认地形和着陆点；同时还要洞察火星沙尘暴的动向 ， 避开恶劣的火星天气 。 由此 ， 3个月的停泊也就不足为怪了 ， 毕竟稳妥最为重要 。
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对着陆区进行拍摄成像 ， 准确定位着陆位置地形地貌
在停泊轨道上 ， 天问一号对着陆区进行拍摄成像 ， 选定最合适的位置后将完成“泊车”的最后一步 ， 即实现环绕器与着陆巡视器的分离 ， 着陆巡视器进入到火星大气 。 在约3个小时内 ， 环绕器需要变轨到危险的撞击火星轨道 ， 建立并保持着陆器进入火星大气所需要的姿态 ， 而姿态的误差要小于0.01度 。 在预定分离时刻 ， 环绕器与着陆器必须完成分离 ， 经过安全距离飘飞过程后 ， 环绕器需要迅速完成推力加速 ， 以回到安全的环绕火星轨道 。 此时的环绕器 ， 要犹如一名优秀的跳水运动员 ， 需要完成一次空中高难度的翻腾和时间精准的入水 。 环绕器这一系列姿态机动“翻腾”和器器分离“入水”动作必须一气呵成 。 “入水”太早难以保证着陆器进入精度 ， “入水”太晚则会造成环绕器撞击火星的风险 。
器器分离后 ， 着陆巡视器将采用弹道式进入火星大气层 ， 从穿越薄薄的大气层到最终着陆火星表面 ， 全程大约需要9分钟 。 此时的着陆器处于高速飞行状态 ， 需要经历空气动力减速、降落伞减速、反推动力减速、着陆缓冲4个环节 ， 从而实现逐层减速直至软着陆 。 虽然我国航天器没有在火星软着陆的经历 ， 但类似的套路我们已经很熟了 ， 嫦娥三号、四号、五号着陆器成功落月的整个过程与其类似 。 只不过 ， 天问一号落火之时 ， 着陆器与地球相距大约3亿公里 ， 通讯数据单程传输时间延迟很明显 ， 长达约20分钟 ， 只能依靠天问一号智能化自主操作 。
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火星车巡视火星之时 ， 环绕器将在环火轨道开展探测 ， 并承担中继通信任务
如果一切按照预想的推进 ， 天问一号将于今年5月至6月成功实现火星软着陆 ， 我国首辆火星车将在着陆一个星期后驶出着陆平台 ， 开启在火星乌托邦平原的“探险之旅” 。 届时 ， 中国将成为继美国之后世界上第二个成功部署火星车的国家 。
【天问一号|天问一号下一个大动作即将开启，随后再过3个月挑战火星软着陆】值得一提的是 ， 当火星车在火星上漫步之时 ， 回到环火极地轨道的天问一号环绕器也不会闲着 ， 将利用携带的中分辨率相机、高分辨率相机、磁强计、矿物光谱分析仪等载荷对火星开展多维度探测；同时 ， 还将兼任天问一号火星车的中继通信任务 ， 任务期至少一个火星年（687个地球日） 。
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