祝融號是怎麼在火星生活的（祝融一旦登錄火星）

2023-04-16 15:19:16 2

「天問一號」一直在近火點280公裡，遠火點5.9萬公裡的火星軌道上飛行，並對火星進行詳細的觀察勘測，以便為「祝融」號火星探測器選擇最合適的降落地點，同時還需要避開火星上可能出現的風暴，從某種意義上說，看懂了「天問」和「祝融」，才會明白「中國技術」原來這麼牛X！

俄國太空先驅齊奧爾科夫斯基曾經說過，地球是人類的搖籃，但是人類不可能永遠生活在搖籃裡。意思就是說，人類為了一定會向地球以外的其他星球進行探索和移民，進而不斷擴大人類的生存空間，未來人類文明必將成為一個跨星際的宇宙文明。火星是整個太陽系以內，除了地球以外，自然條件相對最好的一顆大行星，把火星作為探測重點就是為了將來能夠在火星殖民，從而擴大地球文明的影響範圍。

自從1957年蘇聯發射人類歷史上第一顆地球人造衛星至今，人類總共發射過45個火星探測器，其中僅有18個成功完成既定任務，蘇聯在1960~1988年曾經發了近20個火星探測器，卻沒有一個圓滿完成任務，美國和歐空局發射的火星探測器也多有失敗。之所以火星探測的失敗率如此之高，是因為探測火星的難度要遠遠高於探測月球：火星和地球之間的距離隨著兩顆星球的不斷自轉而變化，其中地火最近時的距離為5500萬公裡，最遠則大約為4億公裡，而地球到月球的距離僅為38萬公裡。

由於火星距離太遠，因此對於航天探測器的技術要求也遠不是探月器能比的。因為光是一種電磁波，在真空中傳播速度約為30萬公裡/秒，所以探月器和地面控制站之間的通信延遲大概只有1.2~1.3秒左右，這種情況下，完全可以由地面控制中心對探月器進行遠程遙控，以操作探月器精確著陸在月球表面。但是火星探測器就不行，即使按照5500萬公裡的最近距離計算，也有約183秒的延遲，也就是3分鐘左右。而如果是4億公裡的距離，則延遲時間超過1333.33秒，折合約22.2分鐘，也就是說從火星探測器發射一個電磁信號，地球上的控制中心需要等22分12秒左右才能收到，而地面即使立即恢復一個指令信號，前方的探測器也需要再等22分12秒才能收到，一個來回最短也是44分24秒。在這樣的情況下，已經無法由地面控制中心對探測器進行實時遙控，而完全需要探測器自身具備高度的自動化運行能力，或者說需要一些「智能」以便於自身可以獨立進行飛行控制或者展開科研項目。

同樣，由於火星和地球距離太遠，任何火星探測器的發射都必須極為精確的控制飛行軌跡，中國有一句古語叫「差之毫厘，謬以千裡」用在火星探測上可以說恰如其分。根據國家航天局的數據可知，從地球利用運載火箭向火星發射探測器，在飛向火星的途中，如果在地火軌道轉移時誤差超過1米，在與火星相遇時，探測器的位置偏差可以超過10萬公裡！這個難度實在太高，以至於當前只有中國、美國、俄羅斯等極少數國家掌握這一技術。而且火星探測不但要能夠確保探測器擺脫地球的引力束縛進入太空，還必須能夠確保探測器擺脫太陽的強大引力，進而飛向更遠的火星，這意味著任何重型運載火箭都必須把探測器加速到11.2公裡/秒的第二宇宙速度以上，才能實現真正的探索火星。因此探索火星所要使用的火箭要遠大於探索月球，目前我國只有長徵五號運載火箭，也就是網友們暱稱的「胖五」才有能力把5噸多重的「天問一號」送上火星。

但是探測火星的運載火箭發射並不是任何時候都可以進行，根據天文觀測和計算可知，地球和火星之間的合適的發射窗口時間平均每26個月出現一次，所以一旦錯過一次發射，就要多等上兩年多的時間。正是由於探測火星的艱難，所以中國本次探索火星是直接採用了三步並一步的辦法，一次性完成繞、落、巡三項任務，和美俄歐那些分布式探測計劃相比，其難度說是「地獄級別」一點也不過分。目前成功著陸火星的探測器總共只有8個，而這8個探測器全部來自於美國，如果中國的「祝融」成功實現著陸，那麼中國就是繼美國之後，全球第二個實現成功登陸火星的國家。

祝融號登陸火星的難點主要在於，火星的大氣密度只有地球的大約1%，所有登陸器都必須經得起高溫燒蝕，稀薄的火星大氣還讓火星上輻射極為嚴重，各種電子設備和線纜都必須經得起太陽輻射的考驗，計算機能夠在強輻射情況下工作，通信系統能夠在強電磁幹擾的情況下保持通訊聯絡。而且火星上儘管空氣稀薄，風暴卻很嚴重，根據觀測，火星風暴最大的足以席捲整個火星表面，而且強度足足超過地球上最大的12級颱風的6倍！祝融號要經得起火星風暴的考驗，是相當有難度的。

當祝融號被投放後，其穿過火星大氣，落入火星地表總共只有7分鐘，在這7分鐘裡，祝融號要完成1000多個動作，而且一個都不能錯，否則就有著陸失敗的危險，上文提到過，地球到火星單線聯繫的時間延遲是22分12秒，而整個著陸任務7分鐘就結束了，所以祝融號只能在毫無地球指令的情況下「孤軍奮戰」，確保1000多個動作不犯錯誤，等到地球收到消息時，登陸任務早已經完成。因此著陸火星的7分鐘，也被稱為「黑色7分鐘」。