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火星表面■火星，为什么中国一定要去？( 二 )


火星表面■火星，为什么中国一定要去？
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SpaceX对于未来火星城市的构想图
人类对火星的探测主要可以划分为三个阶段 。 第一个阶段开始于上世纪六十年代 ， 以飞掠和着陆探测为主 ， 获得了关于火星的初步认识 。 这一时期比较成功的探测器有美国的水手4号和6号、7号 ， 成功飞掠火星后传回了火星表面的图片；及美国的维京1号和2号 ， 成功在火星表面着陆并进行探测 。 由于技术还不成熟 ， 这一时期任务的失败率较高 ， 不但苏联进行的十多次探测一次都没能成功 ， 美国也有数个探测器牺牲在了飞行的不同阶段 。
第二个阶段主要在上世纪90年代 ， 美国、日本和俄罗斯的几艘探测器打破了火星探测在80年代的沉寂 。 这一时期火星飞行的失败率仍然很高 ， 除美国的火星探路者号和火星全球勘测者号外 ， 美国、俄罗斯和日本的其他8个探测器任务均以失败告终 。
火星表面■火星，为什么中国一定要去？
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机遇号火星车拍摄的其在火星着陆场附近的情况
进入二十一世纪后 ， 火星探测迎来了大发展 。 这一时期 ， 环绕火星的探测器和在火星表面着陆和进行巡视的探测器组队出发 ， 在火星上相互配合 ， 取得了令人振奋的成果 。 美国的勇气号、机遇号火星车超设计寿命工作 ， 其装配的丰富的科学仪器不但为科学家们带来了大量新发现 ， 还传回了诸多可以让大众身历其境的火星照片 。 目前MAVEN、好奇号、洞察号等等后续探测器又在源源不断的获得新的成果 。 得益于深空探测技术在失败中获得的进步 ， 进入二十一世纪后火星探测任务的成功率大幅提升 。
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不同时期在火星表面着陆的探测器
去年10月 ， 我国已经公布了火星探测器的外观图 。 综合图片和有关公开文献信息 ， 这艘现在已经被命名为”天问一号“的探测器由两个部分构成 ， 其中上半部分的钝头体为着陆器 ， 带有喷嘴的下半部分为环绕器 。 在发射后 ， 天问一号将进入地火转移轨道飞行 ， 着陆器和环绕器在火星附近分离 。 着陆器落地火星表面 ， 除了对落点就地开展探测外 ， 还会放出巡视器（火星车） ， 对落点附近的区域进行进一步探测 。 而环绕器则留在环绕火星的轨道上 ， 在进行探测的同时 ， 也充当火星车与地球之间的“信使” ， 提供通信中继服务 。
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我国的火星探测器外观图
从问天一号的配置看 ， 本次任务将同时进行环绕、着陆和巡视三种探测 。 从地球出发 ， 进入地球到火星间的转移轨道 ， 经过半年以上的飞行时间正常到达火星 ， 本来也不是一件容易的事情 ， 需要解决轨道设计方面 ， 飞行器“自动驾驶”（自主控制）和深空通信等多方面的技术问题 。 而着陆火星则更加惊险 。 从航天器开始进行着陆到最终在火星表面停稳 ， 整个过程大概要在8分钟内完成 ， 但火星到地球的单向通信时间高达15分钟 ， 发送信号再等待地球返回信号最短也要半个小时 ， 因此探测器必须具备强大的自我管理与控制功能 ， 能够将一个又一个不能NG的动作全部正常完成 ， 才能安全降落在火星表面 。 虽然我国火星探测的起步相对于美国、欧洲等要晚 ， 但一旦“天问一号”的任务圆满完成 ， 将会使我们的探测技术水平站到世界前列 。
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