第13章 大中华共和国首次发射火星探测器“天问一号”

    火星在科幻和行星学研究领域再度变得重要起来，从而吸引了学界对火星在科学和大众想象中的地位的许多关注。《红色星球：与火星的科学文化邂逅》，是一部由罗伯特·马克利、哈里森·希格斯、米歇尔·肯德里克和海伦·伯吉斯编制的DVD套装。与光碟《火星幻想》类似，《红色星球》汇编了关于火星的多媒体材料，包括重要文献、照片、影视片段、电台广播节选、采访科学家和科幻作家的视频，以及一份火星科幻作品的编目。同类的图书包括马克利的《濒死的星球：科学与想象中的火星》，K.玛利亚·D.莱恩的《火星地理：观察与认识红色行星》和罗伯特·克劳斯利的《想象火星：一部文学史》。由霍华德·V.亨德里克斯、乔治·斯拉瑟和埃里克·S.拉布金编选的《火星展望：红色行星小说与科学论文集》收录的作品的主题包括布拉德伯里、迪克、罗宾逊、巴勒斯、布拉凯特、二十世纪早期俄语文学中的火星和20世纪50年代法国的火星观念等等。

    火星也在许多电影和电视剧中占据核心地位。在电影《世界大战》（后来翻拍成了黑色喜剧《火星人玩转地球》）中，火星是天外入侵的发源地，该形象在影视界最为著名。在华纳兄弟出品的许多动画片中，搞笑的邪恶角色火星人马文的毁灭世界的计划都遭到了阻挠。其他讲述切实或计划中的火星人入侵的电影包括《紫怪来袭》，《火星人入侵记》，《火星女魔》，《火星人入侵地球之日》、《轨道上的三个臭皮匠》、《火星来客》、《异种2》、《第四类接触：火星瘟疫》、《火星热》、《红色星球》、《火星女王艾莉塔》、《火箭飞船X-M》、《飞向火星》、《征服太空》、《无尽世界》、《外星恶客》、《愤怒的红色星球》、《鲁滨逊太空历险记》、《火星巫师》、《火星探险记》、《太空人》、《第三选择》、《红色星球》、《火星任务》、《火星幽灵》、《食人火蜥蜴》、《摩羯星一号》、《天外来客》、《火星救援》（2014年）被改编成了电影《火星救援》（2015年）。等等等等。

    在现实世界的行星命名法中，按照传统，火星上的环形山会以已故的科学家或作品中描写了火星的科幻作家的名字命名，因此，火星上的环形山已被命名为艾萨克·阿西莫夫、切斯利·博尼斯泰尔、雷·布拉德伯里、埃德加·赖斯·巴勒斯，卡梅尔·佛林玛利安，珀西·格里格，***.S.哈尔丹，罗伯特·A.海因莱因，库尔德·拉西茨，吉恩·罗登贝里，卡尔·萨根，阿·托尔斯泰，斯坦利·温鲍姆，奥森·威尔斯和H.G.威尔斯。但是作为后起的科技大国大中华共和国当时还没有科学家为火星的环形山命名。

    到了21世纪20年代初，地球东方的大中华共和国后来居上，首次发射火星探测器“天问一号”在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下大中华共和国的印迹，迈出了大中华共和国星际探测征程的重要一步。据大中华共和国一位科学家说，首批火星科学影像图令人震撼。天问一号任务从启动论证到今天取得圆满成功，历经近八年时间，数万科研人员参与。全系统勇于挑战、追求卓越，取得了这一可以载入史册的重大成就，谱写了大中华人攀登科技高峰的新华章。

    这位科学家说，今年大中华共和国航天技术有几个大的突破，首先是我们国家第一个火星探测器“天问一号”成功的到达了火星，并在六个月后传回了拍摄照片。其次我们国家的航天员首次进入我们国家自己的空间站！

    在宇宙探测方面，美利坚合众国与俄罗斯大帝国是走在前面的。六十多年以前的1960年10月10日，俄罗斯大帝国就发射了人类第一个火星探测器，开启了人类对于火星的探测。四年之后的1964年11月28日，美利坚合众国发射了水手4号火星探测器。它在1965年到达了火星，并且拍摄了人类第一张火星表面照片。当时的这张照片显示火星上布满了陨石坑、像一片死寂的世界一样，照片一传回来，就震惊了整个科学界。人类第一次认识了火星的样子。

    火星2号是俄罗斯大帝国于二十世纪七十年代进行的火星计划的一部分。火星2号与火星3号完全相同，都包括了一个轨道飞行器和一个着陆器。它于1971年5月19日世界时16时22分44秒由质子-K/D组级运载火箭发射。

    俄罗斯大帝国的火星2号于1971年11月27日在火星着陆，因遇到火星沙暴，一着陆就与地面失去联系，但它仍然是第一个到达火星表面的探测器。

    而有照片证明的是美利坚合众国的海盗一号火星探测器。海盗一号于1975年发射，1976年7月20日在火星着陆，并传回了火星表面的全景彩色图。科学家由此知道了原来火星的天空是略带桃粉色的，并非是他们原先所想的暗蓝色。海盗1号的轨道器拍摄到一张酷似人脸的火星表面照片，引起了科学家们的争议。海盗一号的照片纠正了科学界之前对于火星的猜想是错误的。在随后的几十年里，美利坚合众国又发射了不少探测器。

    从人类探测火星的历史看，大中华共和国是后起的国家。火星探测器“天问一号”的发射成功，说明大中华共和国在宇宙探测方面是一举成名，甚至是后来居上。因为它在许多科学领域都获得了新的成就，达到了最新水平。

    “天问一号”探测器实施近火捕获制动，环绕器3000N轨控发动机点火工作约15分钟后，探测器顺利进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日、倾角约10°的大椭圆环火轨道，这是大中华共和国第一颗人造卫星实现此次任务“绕、着、巡”目标的第一步，成功开启环绕火星模式。据媒体消息，首次火星探测任务由地火转移阶段进入火星捕获阶段后，天问一号环绕器携带的中分辨率相机、高分辨率相机、磁强计、矿物光谱分析仪、离子与中性粒子和能量粒子探测仪等载荷将陆续开始工作，对火星开展多维度探测。

    自2020年7月23日成功发射以来，天问一号探测器已累计飞行202天，完成1次深空机动和4次中途修正，抵达火星时飞行里程约4.75亿千米，距离地球约1.92亿千米，器地通信单向时延约10.7分钟，各系统状态良好。后续天问一号还将经过多次轨道调整，进入火星停泊轨道，开展预选着陆区探测，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。随着天问一号探测器逐渐接近火星，在飞行过程中需要面临的几个问题，也被很多人关注到，那就是天问一号在浩瀚宇宙飞行的过程中，如何保持正确航向、如何在高速飞行中完美刹车从而成功地被火星捕获等。对于这个问题，国家航天局新闻宣传中心表示：“实际上，如同地球上的人们出行使用导航一样，天问一号去火星也是有导航的。这套导航系统就是我们国家的深空测控网。天问一号在飞行中，会受到各个天体的引力作用，不可避免地与理论轨道产生偏离，而这些偏差其实都在深空测控网的密切监控下。当偏差达到一定范围，控制人员就会适时对探测器进行轨道调整，用航天术语来表示就是轨道修正。同时，通过测控信号，控制人员也可以知道天问一号的实时位置，并告诉它应该在哪里转弯，在哪里刹车，这也就是深空机动和近火制动。”

    对于天问一号到达火星后为什么不直接着陆这个问题，科学家说：“确实是已经规划好了。天问一号火星探测器自2020年7月23日发射之后，整个飞行旅途达到七个月左右。抵达火星之后，首先是环绕火星进行运转。因为刚开始时，这么高速飞过去，也要有一个刹车的过程。起初，天问一号只是刹住了，不过由于它进入的是个大椭圆轨道，近火点是刹住了，但这条轨道的远火点会甩到很远。然后，在慢慢调整的过程中，它的轨道高度会越来越低，也就是远火点越来越低，其目的是要瞄准一条进入火星大气的轨道。而这里恰恰是整个火星探测难度最大的地方，即EDL（Entry，Descent，andLanding，即进入、下降和着陆）。”

    科学家进一步对媒体解释称：“探测器在进入火星大气后，逐渐减速，进入着陆过程。因为火星探测器的信号传回地球需要十几到二十几分钟，所以在这个时间段内没有办法通过地面进行干预，天问一号只能完全靠自己测量参数、做出决定。由于我们对火星的了解非常有限，比如大气、土壤、各种气象条件等情况都是未知的，在进入过程中，天问一号要尽可能地延长在大气中穿行的距离，这样的话就可以用大气阻力进行减速，速度降到一定阶段时再打开降落伞。降落伞减速到一定速度后，反推火箭会点火启动再减速。减速到一定阶段后，就会靠着陆腿缓冲着陆到火星上面了。整个过程的时间是七分钟，也是飞行风险系数最高的阶段，我们称其为黑色七分钟。天问一号探测器大概在5月份会登陆火星，一旦登陆成功，大中华共和国将是世界上第二个成功实现火星着陆的国家。”

    在2月9日至18日期间，阿联酋“希望号”探测器、大中华共和国“天问一号”探测器和美利坚合众国“毅力号”火星车会陆续飞抵火星。据俄罗斯大帝国知名航天历史学家亚历山大·热列兹尼亚科夫说：“作为紧邻地球的行星，火星一直吸引着人类。除了用天文望远镜观测外，探测器是研究火星的主要工具。火星与地球的相对位置，使发射火星探测器的时机选择非常重要。当二者距离较近时派遣探测器远赴火星，可减少探测器能耗，缩短其抵达火星的时间。

    全国空间探测技术首席科学家对媒体表示：“此次派遣航天器飞赴火星的3个国家，其空间探测规划各异，启动本次任务的时间却不谋而合。发射航天器探测火星的窗口期每隔26个月有一次，美利坚合众国差不多每隔26个月便有与火星研究相关的航天发射，派遣‘毅力号’火星车飞赴火星是既定任务，其启程时间就在最近的一个发射窗口期，即2020年7月底。”

    大中华共和国的科学家还表示：“大中华共和国空间探测实现了跨越式发展，将在首次考察火星过程中即完成“绕、落、巡”三步，这在人类火星探测史上是前所未有的。大中华共和国空间探测技术在不断积累中日臻完善，如今探测火星的各项条件也已经成熟。”