“天问一号”发射！这次中国航天，实在太“硬核”了

北京时间7月20日5点58分，阿联酋希望号火星探测器搭载日本 H-2A 火箭 42 号机发射升空。

按计划，希望号将在为期 7-9 个月的 6000 万公里星际航行之后，于 2021 年年初进入绕火星运行轨道，对火星大气开展科学研究。

7月还将有中国的“天问一号”和美国的“毅力号”等待发射，人类探索火星又一次热闹起来。

神秘的邻居——火星

火星自古以来，人类对它就没什么好印象。

中国古代称火星为“莹惑”，因其运行轨迹和亮度变化不定。在天象学中，火星代表旱灾、疾疫、兵乱、死丧等恶像。

古人非常迷信，认为“萤惑守心”就代表皇帝要死，要发生战乱。比如公元前210年，秦始皇驾崩，当时就是“萤惑守心”。

古罗马神话称火星为“Mars”，就是战争之神，喜欢打仗和屠杀；

古希腊称为“Ares”，也是战神，喜爱杀戮，性格好斗；

总之以前的地球人对火星是相当嫌弃！

火星在太阳系中的位置示意图/图自@NASA

那为什么现在人类如此热衷探索火星？

6500万年前，一颗直径约10km的小行星撞击地球，70%以上的物种由此灭绝，包括曾经独霸地球的恐龙。

除了小行星撞击，还有超级火山爆发、超级地震、超级海啸、地球磁场倒转、超级太阳爆发……

人类对这些灾害中的任何一种都毫无抵抗之力。

我们进行太空探索，并不是因为其他星球更好，而是希望在灭顶之灾到来前，人类可以找到一个保存生命之火的避难所。

而火星无疑是目前最符合人类要求的那个：

火星地表的第一张彩色照片/图自@NASA

火星的一年是687个地球日，一个火星日几乎和地球日一样长。而且这里也有一年四季，春夏秋冬。

火星上稍微冷了点，平均气温零下55摄氏度，晚上最冷时达到零下100摄氏度。

夏天正午的赤道地区，温度可达20摄氏度，非常舒适。

2013年9月26日，美国“好奇号”探测器发现火星土壤中的水分高达1.5-3%，完全可以满足未来人类移民的需要。

次年，又在火星岩石中发现了有机物。

不过液态水和生命痕迹都还没有确定的证据，这也是火星探测的重点和热点。

人类探索火星有多难？

首先是发射时间。

平均每26个月才有一次窗口期。

当太阳、地球、火星处在同一水平线的时候，地球距离火星最近，这就是所谓的“火星大冲”。

但火星探测器发射绝对不是在大冲时发射，这样永远到不了火星。

根据“霍曼轨道”计算，等到火星在地球轨道之前发射，大概飞行7个月左右，才能被火星捕获：

其次是地球距离火星太远，每次发出指令，光速运行也需要大约23分钟的传输时间，这就会造成延时，精确测控比较困难。

另外火星表面地形崎岖，大气层稀薄，气候变化多，经常产生沙尘暴，为探测器着陆带来非常大影响。

当火星探测器飞到火星上空130千米高度时，它的飞行速度达到了21000千米/小时。

要在短短7分钟穿过火星大气，让时速降为0，这段时间被称为“黑色7分钟”。

绝大部分火星探测任务都是在此时失败的。

迄今为止，人类进行了47次火星探测，成功24次，而成功着陆仅有8次。

在着陆过程也有一连串的指令需要着陆器自主完成：

什么时候抛隔热盾，什么时候开伞，什么时候开反推火箭，错一个点都标志任务结束。

就算能着陆，如果需要完成任务的话，还是很难。

举个例子，火星上经常出现沙尘暴，"机遇号"火星车就是这样失联的，如果在火星上遇到了各种气候状况，还都得靠探测器自主判断和完成。

也可以说，探索火星比月球，难度不是一个量级。

而本次中国自主火星探测，胆子真的很大。

一般来说，火星探测有三步，一般首次探测任务就是绕。

比如本次阿联酋发射的希望号，就是发射一个轨道器环绕火星飞行；

进阶任务就是“落”，要降落火星，这就是需要解决黑色7分钟的难题。

高阶任务就是“巡”，也就是火星车，在火星表面展开探测。

暂定北京时间7月23日择机发射的我国“天问一号”，将一次性实现绕轨飞行、软着陆、巡视三个步骤。

这一任务对于从未探测过火星的中国来说，是一次非常大胆的尝试。

如果成功，这将是人类航天史上首次！

等待发射中的“胖五”

这次发射成功之后，它将经历近七个月的飞行，然后看在2021年2月能否被火星引力所捕捉，成功进入预定轨道；

在4月“天问一号”还将发射探测器，在火星表面进行软着陆；

在5月前后，探测器还会释放火星车，进行火星地表的科学考察。

如果“天问一号”一切正常，按照计划再过几年，至少在2030年以前，中国要着陆在火星上，并采样返回。

目前为止，人类还没有自主从火星上获得样品。

“日月安属？列星安陈？”

这是2300多年前，屈原提出的177个问题，以《天问》为题，阐发对宇宙万物的哲思。

2020年4月，中国首次火星探测任务正式被命名为“天问一号”：

其实，“天问一号”并不是中国首次探索火星。

2011年，中国首个火星探测器“萤火一号”搭载俄罗斯“福布斯-土壤号”火箭发射升空。

不过遗憾的是，火箭途中变轨失败，“萤火一号”也完全被烧毁。

这也更加坚定了我们必须在深空探测领域走独立自主发展道路的信念。

2016年，中国自主火星探测任务正式立项。

2018年，中国第一个火星探测器和火星车外观设计构型首次公布：

2018年中国航天日官方宣传片，展示了我国探测器奔向火星、在火星表面工作的模拟动画。

我们的征途是星辰大海

何为“宇宙”？

往古来今谓之宙，四方上下谓之宇。

五千年以来，我们一直把太空称为“九天”，登月叫做“上九天揽月”；

航天员坐的是“神舟”飞船，登月探测器叫“嫦娥”，月球车叫“玉兔"；负责地球和“嫦娥”通信的中继通信卫星叫“鹊桥”。

国际空间站叫“天宫”，把“嫦娥”、“玉兔”、“鹊桥”、“天宫”送上太空的运载火箭叫“神箭”（长征二号F运载火箭）。

把时间再往前拨，2015年我国发射了暗物质粒子探测卫星，它的名字叫“悟空”。

再比如：

量子实验卫星叫“墨子”

气象卫星叫“风云”

卫星导航系统叫“北斗”

低轨卫星系统叫“鸿雁”

太阳监测卫星计划叫“夸父计划”

这些名字在外国人看来，会觉得很奇怪。

而在中国人眼里，每一个名字都跨越了时空，代表着源远流长博大精深的文化、厚重的凝聚力、豪迈浪漫的情怀。

畅想一下，当你抬头看夜空时，你可能不再感慨“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇”，而是意欲“手摘星辰，起舞逐月华”，这该多么浪漫！

从屈原 “日月安属？列星安陈？”的天问，再到李白 “俱怀逸兴壮思飞，欲上青天览明月”的豪情。

从敦煌莫高窟传奇神秘的飞天壁画，再到明朝万户尝试飞天的壮举。

飞天梦，似乎与中华民族的历史一样沧桑悠远。

这个仰望星空，问鼎苍穹的瑰丽梦想如今延续到了新一代中国航天人身上。

总有人问，为什么要去月球，要去火星？

“人民科学家”叶培建回答说：

“宇宙就是个海洋，月亮就是钓鱼岛，火星就是黄岩岛，我们现在能去我们不去，后人要怪我们。

别人去了，别人占下来了，你再想去都去不了。这一条理由就够了。”

从长征到东方红、神舟、嫦娥，我们有成功也有曲折。

2016年11月3日，长五首飞成功，但第二年长五遥二火箭飞行至346秒时突发故障，发射任务失利。

从“归零”到“地毯式排查”，再到重新上阵，908个日日夜夜！2019年12月27日，长五遥三火箭发射成功！

指挥室里，小姐姐笑着笑着就哭了：

“对航天人来说，每成功一次，就会增加一分荣誉。而一次失败，就足以将以往的荣誉清零。

中国航天硬核，中国航天人更硬核！

“天问一号”再次开启中国探索火星的新征程！预祝发射成功！

天文学家卡尔·萨根在离世前一个月，录下了一段留给未来火星移民的录音。

他说：

“也许我们登上火星，是因为我们必须如此，

因为进化在我们心中埋下了流浪的火种，

毕竟我们来自狩猎者、采集者，

我们在地球上99.9%的时间都是浪子，

而流浪的下一站就是火星。”

未来已来，我们有生之年，亲眼见证！

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。中国航天，加油！

火星，我们来了！

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然后也会有这样的先驱者，

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对于火星探索，我们孜孜不倦，满怀希望！

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参考素材：

欧阳自远中科院讲坛：火星曾有过生命？

央视新闻：下一站，火星！

毛新愿《下一站，火星》