人民政協(xié)網(wǎng)7月23日電 （記者 王碩 通訊員 龐丹）隨著長征五號(hào)運(yùn)載火箭的成功發(fā)射，“天問一號(hào)”正在向著火星進(jìn)發(fā)。它將在浩瀚的太空經(jīng)歷7個(gè)月左右的長途跋涉，突破極其遙遠(yuǎn)距離，到達(dá)火星并開展環(huán)繞和巡視探測。

人類為什么要向火星進(jìn)軍？探索火星將會(huì)帶來怎樣的價(jià)值和意義？“天問一號(hào)” 又擔(dān)負(fù)著什么歷史使命？又有怎樣的前世今生？

院士聯(lián)名建議 十年努力終成好事

在太陽系的八大行星中，火星與地球最為相似，探測并研究火星對于認(rèn)識(shí)我們?nèi)祟惖募覉@——地球，有著不可替代的作用。

從上世紀(jì)九十年代開始至今，國際火星探測以發(fā)展新技術(shù)和獲得科學(xué)發(fā)現(xiàn)為主要驅(qū)動(dòng)力，催生了又一個(gè)火星探測的新高潮，并在技術(shù)發(fā)展和科學(xué)研究等方面取得巨大的進(jìn)步。

其中，在技術(shù)發(fā)展水平方面，國際上已實(shí)現(xiàn)對火星的飛掠、環(huán)繞、著陸、巡視探測，技術(shù)難度更大的采樣返回和載人探測仍有待突破技術(shù)瓶頸。在科學(xué)研究成果方面，國際上通過不同探測形式與任務(wù)，在火星軌道運(yùn)動(dòng)規(guī)律與參數(shù)、火星大氣、火星地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造等多方面取得了巨大的成就。

這些探索和成就為我國首次火星探測樹立了前進(jìn)的方向，也向我們探索火星提出了挑戰(zhàn)。

回望我國火星探測的歷史，其實(shí)早在2007年“嫦娥一號(hào)”任務(wù)取得圓滿成功之后，業(yè)內(nèi)專家即開始謀劃我國深空探測后續(xù)發(fā)展。2010年8月，8位院士聯(lián)名向國家建議，開展月球以遠(yuǎn)深空探測的綜合論證，國防科工局立即組織專家組開展了發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施方案論證，航天科技集團(tuán)五院的院士、專家團(tuán)隊(duì)積極參與論證工作，對實(shí)施方案進(jìn)行了三輪迭代和深化，最終于2016年1月正式立項(xiàng)實(shí)施。

探火之路有多難？

“中國的火星探測任務(wù)要一次實(shí)現(xiàn)‘環(huán)繞’‘著陸’‘巡視探測’目標(biāo)，這在世界上從來沒有哪個(gè)國家一次同時(shí)實(shí)現(xiàn)。”航天科技集團(tuán)五院火星探測器總設(shè)計(jì)師孫澤洲如是說。

目標(biāo)遠(yuǎn)大，就意味著難度增大。

第一道難關(guān)是：任務(wù)起點(diǎn)高，技術(shù)跨度大。

截至今年6月底，世界各國舉行了44次火星探測活動(dòng)，但任務(wù)成功概率只有50%左右。由此可見，火星探測任務(wù)本身固有的風(fēng)險(xiǎn)非常大。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院深空探測專家介紹，此次我國火星探測任務(wù)的發(fā)射規(guī)模非常大，著陸有效質(zhì)量僅次于美國的“好奇號(hào)”，環(huán)火探測與國際水平相當(dāng)；探測器研制中，關(guān)聯(lián)性異常復(fù)雜；首次地外有大氣天體進(jìn)入面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，比如在軌道、氣動(dòng)、防熱、大帆面降落傘等近十個(gè)方面，在設(shè)計(jì)上都要實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)突破和技術(shù)跨越。

第二道難關(guān)是設(shè)計(jì)約束新，不確定性大。

面對遙遠(yuǎn)而未知的星球，“天問一號(hào)”奔赴火星的旅程中不可避免的要經(jīng)受新環(huán)境的考驗(yàn)。

就現(xiàn)有我們掌握的資料顯示，火星上稀薄大氣、風(fēng)場、塵暴、火面地形地貌等，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)非常少，而且不確定性大，嶄新的行星際空間環(huán)境使得原本風(fēng)險(xiǎn)極高的探測任務(wù)難度更上一層樓；而最長旅途高達(dá)4億公里的遠(yuǎn)距離以及大時(shí)延等火星新約束條件，對探測器自主能力要求非常高，

這些情況對于火星成功進(jìn)入和著陸、測控通信、火星車能源、熱控、火面移動(dòng)等一系列設(shè)計(jì)，以及電子產(chǎn)品的工藝、環(huán)境適應(yīng)性等方方面面帶來巨大挑戰(zhàn)和不確定性。

第三道難關(guān)是：關(guān)鍵技術(shù)多，攻關(guān)難度大。

在此次火星探測任務(wù)中，關(guān)鍵性、唯一性且不可逆的環(huán)節(jié)非常多，如近火捕獲制動(dòng)、器器分離、進(jìn)入/下降/著陸、火星車釋放分離等關(guān)鍵技術(shù)多。“我們這次火星探測任務(wù)最核心、最難的地方，就是探測器進(jìn)入火星大氣后氣動(dòng)外形和降落傘減速的過程，只有一次機(jī)會(huì)，必須確保成功”。對于“探火”任務(wù)，孫澤洲總師有著冷靜而清晰的認(rèn)識(shí)。對此，研制團(tuán)隊(duì)專門設(shè)計(jì)了全新氣動(dòng)外形、新型降落傘等，這些關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)難度極大。

第四道難關(guān)即驗(yàn)證任務(wù)重，試驗(yàn)難度大。

“天問一號(hào)”火星探測器上有很多新技術(shù)是原來衛(wèi)星或者探測器沒有使用或者遇到過的。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院深空探測專家介紹，許多專項(xiàng)試驗(yàn)不但試驗(yàn)方法、方案確定難，而且火星環(huán)境模擬、試驗(yàn)實(shí)施、試驗(yàn)結(jié)果判定等難度也很大；此外，試驗(yàn)驗(yàn)證的充分性、有效性、覆蓋性以及試驗(yàn)仿真驗(yàn)證的難度也極大。

第五道難關(guān)是研制周期緊，進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)大。

我國火星探測起步較晚，所以從任務(wù)立項(xiàng)伊始，研制團(tuán)隊(duì)就一直在奔跑。“我們起步雖晚但起點(diǎn)很高，從立項(xiàng)到出廠這么快，是大家的光榮和自豪，要珍惜機(jī)會(huì)。同時(shí)，我們還要認(rèn)真，不做面子工程，要實(shí)實(shí)在在地去想、去做、去挖。”在火星探測器研制的關(guān)鍵時(shí)刻，第十一屆、十二屆全國政協(xié)委員葉培建院士語重心長的話語，堅(jiān)定了研制團(tuán)隊(duì)誓奪成功的信心和穩(wěn)扎穩(wěn)打的決心。

自立項(xiàng)以來，中國空間技術(shù)研究院（航天科技集團(tuán)五院）火星研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過1600多個(gè)日夜的艱辛鏖戰(zhàn)，面對“任務(wù)起點(diǎn)高、設(shè)計(jì)約束新、關(guān)鍵技術(shù)多、驗(yàn)證任務(wù)重、研制周期緊”等多重難關(guān)，以深厚的宇航研制能力，科學(xué)組織，在四年多的時(shí)間里抓總完成了探測器研制。

期間，方案與初樣、初樣與正樣工作全面交叉、并行，為此，主線任務(wù)一刻不停、提前銜接，進(jìn)度和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高度耦合，全線全程超長工作，這對風(fēng)險(xiǎn)管控提出了極高的要求。此外，火星探測任務(wù)屬于我國航天重大工程任務(wù)，參研單位多達(dá)幾百家，多線并行、多地并進(jìn)、多種狀態(tài)流程串并行，銜接關(guān)系極其復(fù)雜，協(xié)調(diào)管理和資源保障難度極大，進(jìn)度與質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)籌把控難度極大，為此，研制團(tuán)隊(duì)發(fā)揮全國大協(xié)作精神，精心策劃、精準(zhǔn)實(shí)施，探測器各系統(tǒng)和全體參研參試人員按照“高質(zhì)量、高效率、高效益”的要求開展工作，確保了我國首次火星探測任務(wù)的順利進(jìn)行。

發(fā)射成功僅是探火之路第一步

當(dāng)然，發(fā)射成功僅是探火之路的第一步，后續(xù)還需要完成地火轉(zhuǎn)移、火星捕獲、火星停泊、離軌著陸、科學(xué)探測等一系列關(guān)鍵任務(wù)。

通過首次火星探測任務(wù)的實(shí)施，我國將驗(yàn)證火星制動(dòng)捕獲、進(jìn)入/下降/著陸、長期自主管理、遠(yuǎn)距離測控通信、火星表面巡視等關(guān)鍵技術(shù)，為建立獨(dú)立自主的深空探測基礎(chǔ)工程體系夯實(shí)基礎(chǔ)，推動(dòng)我國深空探測活動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。

未來七個(gè)月，讓我們期待“天問一號(hào)”一切順利！