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火星|七个问题，快速了解“天问一号”的火星之旅

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中国已经三次登陆月球 ， 甚至成功将一个月球探测机器人带回地球 。 如今 ， 雄心勃勃的中国的航天团队能完成登陆火星的挑战吗？
中国航天机构将在周三向实现这一目标迈出关键一步 ， 届时中国去年7月发射的航天器“天问一号”将尝试环绕这颗红色星球运行 。
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如果成功抵达火星 ， 中国将在今年晚些时候尝试在火星上放置着陆器和机器人探测器 。 它将与NASA的航天器一同研究火星表面 ， 届时这样的航天器将会有三个 。
“天问一号”什么时候到达火星？
中国已表示探测器已经于2月17日抵达火星 。 中国国家航天局和官方媒体已经提供更具体的信息 。
对于本次火星任务 ， 中国航天局表现出了更大的开放性 ， 在官方媒体上提供了“天文一号”火星任务的介绍视频 。
航天器在抵达火星轨道后会做什么?
“天问一号”去年7月从中国发射 ， 利用了火星和地球绕太阳公转时期内距离最近的一段时间 。 这使得两个行星之间的传输距离相对较短 。
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为了追上火星 ， 该航天器多次启动发动机 ， 调整轨道 ， 以便以正确的角度接近火星 。 最近一次发动机点火是在2月5日 ， 探测器从130万英里外发回了火星的照片 。
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2月17日 ， 发动机将再次点火 ， 在制动操作中消耗航天器的大部分剩余燃料 。 这将大大降低它的速度 ， 让探测器被火星引力捕获 。 在引力范围内 ， 它将以一个安全的距离环绕火星 ， 与其他机器人探测器一起在火星轨道上运行 ， 并为稍后的地面登陆尝试做准备 。
火星探测任务有哪些技术难度?
太空飞行的历史上充满各种失败的火星之旅 ， 包括2011年中国的一次火星任务 ， 由于搭载的俄罗斯火箭发生故障 ， 该任务并未脱离地球轨道 。 一些航天器在准备进入火星轨道的最后一步中出现了失误 。
例如 ， 1999年 ， NASA的“火星气候探测者号”(Mars Climate Orbiter)遭遇了一次导航错误——英制单位没有转换成公制单位——航天器在火星大气中烧毁 。 1992年 ， NASA的“火星观察者号”(Mars Observer)航天器在即将抵达火星的前几天与地球失去了联系 ， 原因可能是燃料管破裂 。 1974年 ， 苏联的“火星4号”发射制动火箭失败后 ， 该航天器驶离了火星 。
不过 ， 与登陆火星的难度相比 ， 绕火星轨道飞行的挑战根本不算什么 。
“天问一号”何时登陆火星?
中国的轨道飞行器携带着陆器和探测车 ， 它们将等待最好的时机降落到达火星表面 。 中国表示将在5月尝试登陆火星 ， 但没有公布具体日期 。
它的目的地是乌托邦平原(Utopia Planitia) ， 这一广阔的北半球盆地很可能曾被流星撞击过 ， NASA的“海盗2号”(Viking 2)着陆器曾于1976年抵达这里 。 “天问一号”任务的目标之一是更好地了解该地区的水冰分布 ， 未来火星的人类殖民者可以利用这些冰维持自身生存 。
登陆这颗红色星球是危险的 。 航天器的下降速度极高 ， 稀薄的火星大气层几乎起不到减缓到达地面速度的作用 。 空气摩擦仍然会产生必须被吸收或散失的极端高温 。 苏联、NASA和欧洲此前的很多任务都坠毁了 。 只有NASA不止一次实现完好无损的着陆 。
中国的航天器将耗费数月时间绕火星轨道运行以检查系统 ， 并仔细选择一个不会太过危险的着陆点 。
如果能完好地着陆 ， 火星车将需要一个名字 。 在征集中国公众的提名之后 ， 专家组选出了10个准候选 。 根据官媒报道 ， 其中包括“弘毅” ， 在中文里的意思是抱负和坚持；麒麟 ， 中国神话里的象征着祥瑞与祝福的有蹄动物；以及哪吒 ， 这位年轻的神祇象征着年轻人的挑战精神 。
中国最近在太空还取得了哪些成就？
自7月开始前往火星的任务以来 ， 中国已经实现了月球往返 。
“嫦娥五号”于去年11月发射 ， 收集了月球样本后 ， 将它们带回地球供科学家研究 。 这是自1976年苏联最后一次探月任务以来 ， 地球首次获取新一批月球岩石 。
中国的“嫦娥四号”任务首次实现了在月球背面降落 ， 目前仍在运行 ， 其“玉兔二号”月球车在发射两年多以后仍在对月球表面进行研究 。
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2020年7月 ， “天问一号”从中国海南省的一个发射场发射升空 。
还有谁会在2021年抵达火星？
今年第一个抵达火星的机器人探测器是“希望号”(Hope) ， 这是阿拉伯联合酋长国成立不久的太空总署发射的轨道器 。 它于周二抵达火星 ， 将对这颗红色行星的大气进行研究 ， 帮助行星科学家了解火星的天气动态 。
第三位火星的新访问者将是NASA的最新火星探测器“毅力号”(Perseverance) 。 它于去年7月发射 ， 比另两架航天器稍晚 ， 将跳过火星轨道环绕的环节 ， 直接在2月18日飞向火星表面着陆 。
该机器人探测器将是NASA在火星上的第五个探测器 ， 与正在探索盖尔(Gale)陨石坑的“好奇号”(Curiosity)非常相似 。 这架新的火星车携带了一套不同的科学仪器 ， 将探索杰泽罗(Jezero)陨石坑 ， 科学家认为这处干涸湖泊可能是个很好的目标 ， 可供寻找假设的已灭绝的火星微生物化石证据 。
该任务还将在这颗红色星球上尝试一项创举：在稀薄的火星大气中飞行直升机 。 NASA的“机智号”(Ingenuity)无人直升机将在火星车着陆后不久被部署 。 随后它将在与地球大气上层一样稀薄的空气中进行一系列试飞 ， 目标是证明火星探索既能在其地面进行 ， 也能在空中进行 。
目前还有什么航天器在研究火星？
2021年这颗红色星球因为更多地球探测器大到来变得有点“拥挤”了 。
有六架轨道器目前正在太空中研究这颗行星 。 其中三艘是NASA发射的：2001年的“火星奥德赛号”(Mars Odyssey) ， 2005年的“火星侦察轨道器”(Mars Reconnaissance Orbiter)和2013年离开地球的“火星大气与挥发物演化任务”(MAVEN) 。
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欧洲在火星轨道中有两架航天器 。 “火星快车号”(Mars Express)轨道器于2003年发射 ， “火星微量气体任务卫星”(ExoMars Trace Gas Orbiter)在2016年升空 ， 并与俄罗斯的太空计划进行共享 。
印度于2013年发射的第六架航天器火星轨道探测器（Mars Orbiter Mission ， 又称“火星飞船”[Mangalyaan]）正在火星轨道运行 。
【火星|七个问题，快速了解“天问一号”的火星之旅】美国目前有两项任务正在火星表面进行 。 “好奇号”自2012年以来就在火星地表巡视探测 。 “洞察号”(InSight)也加入进来 ， 自2018年起一直在研究火星震和这颗红色行星的其他内部特性 。 美国的第三个任务“机遇号”(Opportunity)漫游车因在2019年遭遇沙尘暴失去动力而结束 。


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