“天問一號” 由軌道器、著陸器、巡視器三個部分組成，總質(zhì)量約5噸娱据。
本次探測任務(wù)將一次性完成 “繞耍目、落过咬、巡” 三大任務(wù)，這也標(biāo)志著我國行星探測的大幕正式拉開制妄。
為什么要去火星：通向“建立人類第二家園”這個激動人心的未來的第一步
為什么很多學(xué)者認(rèn)為火星人類太空移民的首選地。原因如下：
它與地球相對距離比較近泵三；
它處于太陽系的“宜居帶”中耕捞；
火星曾經(jīng)具備非常宜居的行星環(huán)境；
它是太陽系內(nèi)跟地球環(huán)境最相似的行星烫幕；
火星擁有支持生命所需的所有資源俺抽。
移居火星的愿望怎么實現(xiàn)？
需要人類能大規(guī)模登陸火星较曼；
往返于地球與火星之間的必要物資運輸磷斧；
學(xué)會如何有效的利用太陽能；
將火星本地的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可以利用的資源捷犹；
在火星建立適合居住的城市弛饭。
“未來人類需要有能力通過開發(fā)、改造與利用火星資源萍歉，形成新科技文明侣颂，讓人類實現(xiàn)在另一個星球的繁衍，成為多星球枪孩、跨星際的物種憔晒。”
“將火星改造成一個更適合居住的星球——人類的第二家園蔑舞【艿＃”
“火星沖日”：每26個月才會出現(xiàn)一次的天文現(xiàn)象。
地球和火星處于在最近點的時間間隔為780天攻询，就是約26個月
這一現(xiàn)象對于火星探測的意義：
在太陽系這個“操場”上从撼，八大行星在各自的跑道上逆時針繞著太陽跑。
地球在第三跑道蜕窿，火星在第四道谋逻，即便跟火星挨著跑道距離“不算遠(yuǎn)”，也是到月球距離的140倍到1000倍桐经。
地球的公轉(zhuǎn)周期是365天毁兆，火星的公轉(zhuǎn)周期是687天（也就是說火星上一年相當(dāng)于地球上兩年的時間），二者會合周期是779.9天阴挣。由于行星公轉(zhuǎn)的非均勻性气堕，可以說地球和火星處于在最近點的時間間隔為780天，就是約26個月，也就意味著一旦錯過發(fā)射窗口就需要再等兩年茎芭。
2020年是兩年一次的火星年揖膜，而今年的7月中旬~8月中旬則是最佳的 “火星探測窗口月” 。
今年10月14日將迎來 “火星沖日” 的天文學(xué)現(xiàn)象梅桩，也就是說到時火星壹粟、地球和太陽所處的軌道位置將能大致形成一條直線，火星和地球的距離也將相對最近（今年的距離大約是6700萬公里）宿百。
當(dāng)然趁仙，如果等到“火星沖日”之時再從地球發(fā)射探測器，等你幾個月飛過去垦页，火星早已不在原地等你了雀费。
所以考慮到我們與火星的距離以及地球和火星的公轉(zhuǎn)速度，最佳的發(fā)射時間是“火星沖日”之前兩個月左右痊焊，此時火星恰好處于地球前方約44°的相對位置盏袄。
因此，每隔26個月才會出現(xiàn)一個發(fā)射機遇期薄啥，每次時長約在一個月左右辕羽，這就是火星探測器的“發(fā)射窗口”。
阿聯(lián)酋“希望號”火星探測器前幾天剛剛升空垄惧，順利的話NASA的“毅力號”也將緊隨我國“天問一號”之后在七月底前后發(fā)射逛漫。
從軌道設(shè)計的角度，為了提高效率赘艳、節(jié)省燃料酌毡，火星探測器升空后將會進(jìn)入所謂的“霍曼轉(zhuǎn)移軌道”，這是一種相對簡單蕾管、經(jīng)濟穩(wěn)妥的經(jīng)典地火軌道轉(zhuǎn)移方式枷踏。
這樣火星探測器在途中只需要兩次引擎推進(jìn)（但是每次還是要消耗不少燃料）就可以從地球軌道進(jìn)入火星軌道，縮減燃料攜帶量掰曾。
即便如此旭蠕，天問一號一大半的發(fā)射質(zhì)量都會被變軌需要的燃料質(zhì)量所占據(jù)，當(dāng)然還包括減速制動進(jìn)入火星軌道的燃料消耗旷坦。
探測火星為什么那么難：距離遙遠(yuǎn)掏熬，燃料有限，火星環(huán)境不可控秒梅。
1964年“水手4號”火星探測器發(fā)射旗芬。
1965年回傳第一張火星表面照片。
50多年時間里捆蜀，人類已對火星開展了大約50次探測疮丛，成功率也就一半左右幔嫂。
探測火星的難度主要存在于在地球與火星之間距離遙遠(yuǎn)，以及對火星環(huán)境的不可控性上誊薄。
相比地月距離履恩，地球與火星的距離最遠(yuǎn)時約為4億千米，最近時也有約5600萬千米呢蔫。
火星探測器需要飛行200多天才能到達(dá)遙遠(yuǎn)的火星切心。
距離遙遠(yuǎn)，然而攜帶燃料有限片吊。并且要精準(zhǔn)地進(jìn)入火星軌道昙衅。
火星探測有四種方式：飛略（未被火星捕獲）、火星環(huán)繞定鸟、著陸和巡視探測，即“繞”著瓶、“落”联予、“巡”
探測器從火星軌道飛掠（也就是不被火星引力俘獲），抓拍照片（早期的火星探測連抓拍都沒能實現(xiàn)材原，第一次還是1965年前蘇聯(lián)的水手四號實現(xiàn)了模糊抓拍）沸久。
在火星軌道上繞飛，進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的遙感探測的環(huán)繞器余蟹。
探測器實際降落到火星表面卷胯，開展火表就位探測和實驗（著陸器）。
能在火星上具備移動能力的巡視器（火星車）威酒。
2016年1月批準(zhǔn)立項的“天問一號”是我國首次自主執(zhí)行火星探測任務(wù)窑睁，計劃一步實現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測（一次性實現(xiàn)“繞”葵孤、“落”担钮、“巡”三大任務(wù)），獲取豐富尤仍、立體箫津、多樣的火星探測科學(xué)數(shù)據(jù)，這在世界航天史上還沒有過先例宰啦。
即使我們有了“五戰(zhàn)五捷”的探月經(jīng)驗作為基礎(chǔ)苏遥，也依然面臨著非常大的挑戰(zhàn)。
目前計劃：
探測器將于2021年2月11日前后進(jìn)入環(huán)繞火星運行的軌道（期待牛年開局大戲）赡模。
2021年4月23日（中國航天日前夕）通過著陸器降落火星車到火星表面田炭，進(jìn)行設(shè)計壽命90天的探索工作。
“天問一號”火星探測器進(jìn)入太空后漓柑，整流罩中的“天問一號”火星探測器會與火箭“星箭分離”诫肠，先在地球附近加速司澎，中途會進(jìn)行必要的修正，進(jìn)入霍曼轉(zhuǎn)移軌道利用慣性保持飛行栋豫。
“天問一號”獨自飛向火星的孤獨之旅大概需要7個月的時間挤安，在慣性飛行過程中不需要消耗燃料。
到達(dá)火星軌道時丧鸯，探測器會擇機進(jìn)行“剎車”制動蛤铜，降低飛行速度進(jìn)入火星引力場范圍，切入火星軌道丛肢，被火星捕獲围肥。
這又是一個精準(zhǔn)的操控過程：在切入火星軌道時，如果切入點離火星太近蜂怎，探測器可能會墜毀穆刻；如果太遠(yuǎn)，探測器可能無法被引力捕獲而掠過火星杠步。本次火星探測任務(wù)需要實現(xiàn)的第一階段目標(biāo)就是：環(huán)繞火星飛行氢伟。
環(huán)繞器就可以在任務(wù)軌道進(jìn)行環(huán)繞探測了。
本次火星探測任務(wù)的第二個階段：火星軟著陸幽歼。
火星探測器需要將2萬多公里每小時的超高速朵锣，減到火星著陸時的零速度，整個過程需要在7分鐘內(nèi)完成甸私，也被行內(nèi)稱為“恐怖7分鐘”诚些。
在7分鐘內(nèi)，讓其速度在受控狀態(tài)下降為零皇型。我們知道火星大氣密度卻只有地球的1%诬烹，并不利于降速。實現(xiàn)在火星上的安全著陸弃鸦，是火星探測任務(wù)中技術(shù)難度最大椅您、失敗率最高的環(huán)節(jié)。
地火距離遙遠(yuǎn)寡键，從地球發(fā)送到火星的單程無線電信號掀泳，單程延時超過20分鐘，一來一回就是一個小時西轩，火星探測實時響應(yīng)無法實現(xiàn)员舵，不可能依靠地球指揮著陸。
“天問一號” 任務(wù)計劃采用的減速方式將分為四個階段進(jìn)行藕畔。第一個階段是氣動減速段马僻，探測器先從運行軌道自由下落，與大氣層發(fā)生劇烈摩擦注服，等于踩下“急剎車”韭邓，在大約290秒內(nèi)將速度從4.8 km/s驟然降低到460 m/s措近。在經(jīng)歷大氣層的嚴(yán)酷考驗后，緊接著探測器打開降落傘緩緩降落女淑，在大約90秒后瞭郑，速度會降到進(jìn)一步約95 m/s。隨后進(jìn)入第三個階段—— 動力減速段鸭你，探測器的反推發(fā)動機開始工作屈张，在80秒內(nèi)將速度降到3.6 m/s以下。當(dāng)探測器距離火星表面約100 m高時袱巨，就進(jìn)入了最后的著陸緩沖段阁谆，探測器準(zhǔn)備開始懸停避障。此時探測器的速度已經(jīng)很慢了愉老，探測器會自主觀察火星表面场绿，快速計算出最佳著陸點。
最終它將水平移動到著陸點上方嫉入，伸出“四條腿”焰盗，并在穩(wěn)定著陸后展開舷梯釋放火星車。
火星地表沙塵暴非常暴烈劝贸，一旦發(fā)生全球性沙塵暴，破壞力是地球12級臺風(fēng)的6倍逗宁。
蘇聯(lián)的探測器就有遇到了沙塵暴而導(dǎo)致任務(wù)失敗∮尘牛現(xiàn)在只有美國軟著陸火星成功過，但失敗也同樣很多瞎颗。
月球探測的難度跟火星探測相比件甥，一個是渡江，一個是跨洋哼拔。
一切順利的話“天問一號”著陸巡視器將選擇合適時間軟著陸在火星表面的烏托邦平原引有，火星車從著陸器緩緩走下，開始巡視和科學(xué)探測任務(wù)倦逐。這是 “天問一號” 的一小步譬正，也是中國行星探測的一大步。
