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火星|中国成功登陆火星！这12个问题一定要搞清楚( 二 )


另一方面，选择乌托邦平原着陆是因为科学价值高 。
长期以来，人们最关注的是火星上是否存在生命 。研究人员分析，乌托邦平原很可能是远古火星海洋的所在地，“祝融号”着陆的地点在古海洋和古陆地的交界处 。
最新的科学探测发现，在火星乌托邦平原距离地面1-10米的浅表底层下方，存在大量地下水冰，储水量相当于地球上面积最大的淡水湖 。想知道火星上到底有没有生命，乌托邦平原是一个绝佳的探测点 。
火星|中国成功登陆火星！这12个问题一定要搞清楚
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火星乌托邦平原（拉丁语：UtopiaPlanitia），又译作乌托邦低原，为火星上最大的平原，直径3200公里，中央为49.7°N118°E*（火星经纬度），位于阿尔及尔平原的对跖点上 。火星乌托邦平原也是1976年9月3日海盗2号在火星上的着陆与探索区域 。
问题三：为什么抵达火星后等待了三个月才着陆？  
据悉，我国首次火星探测任务于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，对火星进行全球性、综合性的环绕探测，在火星表面开展区域巡视探测 。
“天问一号”探测器自2020年7月23日成功发射以来，在地火转移阶段完成了1次深空机动和4次中途修正，于2月10日，成功实施火星捕获，进入大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星 。
但是为何“天问一号”在火星轨道上等待了三个多月后的5月15日，才开始登陆火星呢？
要知道，而NASA的毅力号是在2020年7月30日发射，于2021年2月18日抵达火星并当天直接着陆 。
答案其实很简单，“天问一号”环绕器的完全成功是探测火星的基本前提，在环绕器稳定后再进行着陆操作，可以为着陆巡视组合体提供更大的选择余地和容错空间 。
同时，在着陆前，还需要利用环绕器上的中分辨率相机和高分辨率相机等在近火星点对火星表面进行高清成像，收集属于自己的第一手火星数据 。
因为这是中国的第一次火星探测任务，在这之前我们对于火星了解程度相对于美国来说要少很多，我们需要为后续的着陆巡视组合体的着陆做好完全准备 。
火星|中国成功登陆火星！这12个问题一定要搞清楚
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△天问一号在停泊轨道运行期间，发回了多批次天问一号拍摄的高清图像，有些成像区域内火星表面小型环形坑、山脊、沙丘等地貌清晰可见（图源：国家航天局）   
相比之下，此前美国已经成功对火星进行过多次探测和登陆 。不久前才登陆火星的美国毅力号属于NASA的第四代火星探测器，经过前4辆火星车的经验积累，已经掌握了非常详细的关于降落地点的数据，所以它就没必要再围绕火星飞行探测，毕竟绕行飞行也需要极大的成本（燃料） 。
所以在这3个月的时间里，天问一号先是花半个月时间进行调整轨道 。2月15日，“天问一号”在远火点处将轨道调整为能覆盖火星全球的极地轨道，从最初进入火星的低倾角大椭圆轨道，慢慢调整倾角接近于90度的极地轨道 。近火点则锁定在乌托邦平原等低纬度区域 。
2月24日，天问一号成功调整到距离火星更近、周期更短，每两个火星日环绕一周的轨道 。然后开始对火星开展全球遥感探测，并对预选着陆区进行详查，探测分析火星地形地貌、沙尘天气等，最后挑选好时间，登陆火星 。
问题四：为什么着陆过程是“恐怖7分钟”？  
火星着陆持续时间受一系列因素影响，如冲入火星大气的速度、角度、地点和时间，着陆地点的地形地貌特点（尤其是高度），着陆期间的气象条件，具体着陆技术方案和细节等，总体着陆时间在7-10分钟不等 。
而在这短短的7-10分钟内，探测器将以每小时20000千米的时速以完美角度切入火星大气层，角度太小无法进入，角度太大会因过度加热而烧毁 。
待穿透大气层后，着陆组合体将弹出隔热罩，并打开降落伞，打开反推火箭，以确保在7分钟内减速至零，平稳着陆 。
由于火星探测器和地球之间的距离非常遥远，距离大概在5500万千米到4亿千米之间变化 。
相比月球探测约2.6秒左右的双向通信时延来说，火星探测的双向通信时延至少需要6-45分钟左右，这也使得地面人员不可能及时对探测器进行控制，因此整个着陆过程需要依靠探测器完全独立完成，且当中一个步骤都不能出错，称之为“恐怖”一点都不为过 。


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