张田勘 天问一号成功着陆，拿到从地球到火星的“钥匙”
天问一号成功着陆火星，可帮助建立研究地球的参照系。
▲天问一号成功着陆火星乌托邦平原南部预选着陆区。视频来源：新京报我们视频。
文|张田勘
5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下中国“足迹”。我国也由此成为继美国和苏联之后，世界上第三个成功登陆火星表面的国家。
行星探测任务是我国空间探索的一个重要任务。2020年7月23日天问一号探测器（包括着陆平台、环绕器和火星车）在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，由长征五号遥四运载火箭发射升空。在太空经过近10个月旅程，天问一号终于踏上了火星。
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▲天问一号模拟动画。图片来源：新华社
着陆其他行星有极高的门槛
天问一号成功登陆火星，首先意味着我国在进入其他星球的地外空间技术达到了前所未有的高度，而这是以能够成功着陆八大行星作为检验标准。
从地球到火星，看起来简单，但如果没有能够长远飞行的航天器和能够成功登陆的技术，人类很难踏上其他星球。因此，“成功着陆”是一个极高的门槛。此前，全世界已进行的21次火星着陆任务中，只有9次成功。
火星探测有“绕、落、巡”三项目标任务，其中，“落”火，是最难的一步，而被称为“黑暗9分钟”的时刻又是着陆火星的盲点。因为，火星上没有机场，也没有跑道，更没有塔台导航，同时航天器上又没有航天员实际操控。
天问一号由着陆-巡视器（着巡器）与环绕器组成，落火之后着巡器又分体为着陆器和巡视器两部分，后者就是“祝融号”火星车。着巡器着陆火星的全过程以英文首字母简称为EDL，即第一步进入，第二步下降，第三步着陆。
天问一号的着巡器会与环绕器互相告别后，EDL过程启动。着巡器需要采用弹道式进入火星大气层、高速气动减速、降落伞展开减速、反推动力减速以及着陆缓冲等，在火星表面软着陆。
着巡器从穿过火星大气层到软着陆在火星表面，速度会从4.8千米/秒减到接近于0，这个减速过程约9分钟。在9分钟内，着巡器必须及时、精准地自主执行近千个指令。而且，超音速飞行的航天器挤压大气产生电离，会出现“黑障”现象，造成通信中断，影响航天器与地面的通信，北京的飞控中心无法掌握其降落情况。
我国此次通过提前17个小时为航天器注入导航信息和动作指令而让天问一号成功着陆火星，意味着我们已经掌握了进入火星的钥匙，是一个巨大的成功。
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▲“祝融号”火星车火星表面工作想象图。图片来源：航天五院供图。
有助于建立研究地球的参照系
在火星留下“脚印”，向火星致以问候只是第一步，接下来还有更多更重要的任务等待着天问一号。
这个任务主要落在了祝融号火星车身上，这也是考验火星车和我国探测技术的过程。在这个过程，祝融号火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检驶离着陆平台并开展巡视探测。
按照计划，祝融号火星车将在火星上进行90天的探索工作。除了要进行探测作业，还会将它在亿万千米之外的火星上的所见所闻传回地球，帮助人们认识火星、了解火星。
而与火星“亲密接触”的重要性在于，火星可以作为地球的参照系。一方面，可以获得对地外空间的认知，并形成新的宇宙观和知识体系；另一方面可以从火星上获得地球上所没有资源，以丰富和建设地球。
迄今，人类对地球的表面、深部、大气、生物圈等展开了大量的研究，但还是不透彻，一个重要原因就是缺乏参照系。
除了大气、温度、水和昼夜转换，火星上也有高山、峡谷、火山、冰川、寒旱区等，如果对火星上的这些环境进行研究，能让地球与火星互为参照物，找到两者的异同，也将为人类在地球未来的发展指明方向。
□张田勘（媒体人）
编辑：丁慧校对：吴兴发
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