7月23日12時41分，我國首個火星探測器“天問一號”由長征五號運載火箭在海南文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射。升空后，它將經(jīng)歷7個月左右的長途跋涉，到達(dá)火星并開展環(huán)繞和巡視探測。

中國首次火星探測任務(wù)要一次性實現(xiàn)“環(huán)繞”“著陸”“巡視探測”三大任務(wù)，這在世界航天史上絕無僅有，難度可想而知。那么，在奔向火星的圓夢之旅上，“天問一號”究竟面臨哪些難點和風(fēng)險呢?讓我們細(xì)細(xì)盤點一下探火路上的溝溝坎坎吧。

第一道難關(guān)：任務(wù)起點高，技術(shù)跨度大

截至今年6月底，世界各國舉行了44次火星探測活動，但任務(wù)成功概率只有50%左右。由此可見，火星探測任務(wù)本身固有的風(fēng)險非常大。

而中國的火星探測任務(wù)要一次實現(xiàn)繞、落、巡目標(biāo)。“這在世界上從來沒有哪個國家一次同時實現(xiàn)，任務(wù)難度非常大。”航天科技集團(tuán)五院火星探測器總設(shè)計師孫澤洲如是說。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院深空探測專家介紹，此次我國火星探測任務(wù)的發(fā)射規(guī)模非常大，著陸有效質(zhì)量僅次于美國的“好奇號”，環(huán)火探測與國際水平相當(dāng);探測器研制中，關(guān)聯(lián)性異常復(fù)雜;首次地外有大氣天體進(jìn)入面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，比如在軌道、氣動、防熱、大帆面降落傘等近十個方面，在設(shè)計上都要實現(xiàn)新的技術(shù)突破和技術(shù)跨越。

第二道難關(guān)：設(shè)計約束新，不確定性大

面對遙遠(yuǎn)而未知的星球，“天問一號”奔赴火星的旅程中不可避免地要經(jīng)受新環(huán)境的考驗。

現(xiàn)有資料顯示，火星上稀薄大氣、風(fēng)場、塵暴、火面地形地貌等，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)非常少，而且不確定性大，嶄新的行星際空間環(huán)境使得原本風(fēng)險極高的探測任務(wù)難度更上一層樓。

而最長旅途高達(dá)4億公里的遠(yuǎn)距離以及大時延等火星新約束條件，對探測器自主能力要求非常高，對于火星成功進(jìn)入和著陸、測控通信、火星車能源、熱控、火面移動等一系列設(shè)計，以及電子產(chǎn)品的工藝、環(huán)境適應(yīng)性等方方面面帶來巨大挑戰(zhàn)和不確定性。

第三道難關(guān)：關(guān)鍵技術(shù)多，攻關(guān)難度大

據(jù)了解，在此次火星探測任務(wù)中，關(guān)鍵性、唯一性且不可逆的環(huán)節(jié)非常多，如近火捕獲制動、器器分離、進(jìn)入/下降/著陸、火星車釋放分離等關(guān)鍵技術(shù)多。

“我們這次火星探測任務(wù)最核心、最難的地方，就是探測器進(jìn)入火星大氣后氣動外形和降落傘減速的過程，只有一次機(jī)會，必須確保成功。”對于“探火”任務(wù)，總師孫澤洲有著冷靜而清晰的認(rèn)識。

對此，研制團(tuán)隊專門設(shè)計了全新氣動外形、新型降落傘等，這些關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)難度極大。

第四道難關(guān)：驗證任務(wù)重，試驗難度大

記者了解到，此次“天問一號”火星探測器上，有很多新技術(shù)是原來衛(wèi)星或者探測器沒有使用或者遇到過的。

因此，為了確保探測器的可靠性，研制團(tuán)隊開展了大量的試驗驗證，除了常規(guī)的力、熱等試驗外，還要完成氣動外形，防熱燒蝕，懸停避障、緩速下降及著陸，火星車內(nèi)場、外場等系統(tǒng)、分系統(tǒng)及單機(jī)級專項試驗，驗證任務(wù)極其繁重。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院深空探測專家介紹，這些專項試驗不但試驗方法、方案確定難，而且火星環(huán)境模擬、試驗實施、試驗結(jié)果判定等難度也很大。此外，試驗驗證的充分性、有效性、覆蓋性以及試驗仿真驗證的難度也極大。

然而，多重困難疊加并沒有嚇退火星探測研制團(tuán)隊，設(shè)計師們爭分奪秒地開展了大量試驗驗證和各項任務(wù)準(zhǔn)備工作，為“天問一號”探火之旅鋪平了道路。

第五道難關(guān)：研制周期緊，進(jìn)度風(fēng)險大

我國火星探測起步較晚，所以從任務(wù)立項伊始，研制團(tuán)隊就一直在奔跑。2016年初探火任務(wù)正式批復(fù)立項;2016年7月，火星探測器研制轉(zhuǎn)入初樣;2016年底，探測器完成全部關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和詳細(xì)設(shè)計……此后，研制團(tuán)隊一路馬不停蹄，在短短4年多的時間內(nèi)完成了從產(chǎn)品研制驗證到待命出廠再到按計劃發(fā)射。

期間，方案與初樣、初樣與正樣工作全面交叉、并行，為此，主線任務(wù)一刻不停、提前銜接，進(jìn)度和技術(shù)風(fēng)險高度耦合，全線全程超長工作，這對風(fēng)險管控提出了極高的要求。

此外，火星探測任務(wù)屬于我國航天重大工程任務(wù)，參研單位多達(dá)幾百家，多線并行、多地并進(jìn)、多種狀態(tài)流程串并行，銜接關(guān)系極其復(fù)雜，協(xié)調(diào)管理和資源保障難度極大，進(jìn)度與質(zhì)量風(fēng)險統(tǒng)籌把控難度極大。

“但是，正因為有壓力，才能帶來技術(shù)的進(jìn)步。”孫澤洲說。為此，研制團(tuán)隊發(fā)揮全國大協(xié)作精神，精心策劃、精準(zhǔn)實施，探測器各系統(tǒng)和全體參研參試人員按照“高質(zhì)量、高效率、高效益”的要求開展工作，確保我國首次火星探測任務(wù)的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞： 火星