天問一號下一個大動作即將開啟，隨后再過3個月挑戰火星軟著陸

　　摘要：我國首個火星探測器天問一號將迎來又一大考：進入火星停泊軌道。

　　繼2021年2月10日成功進入環火軌道、2月15日調整進入火星極地軌道后，我國首個火星探測器天問一號將迎來又一大考：進入火星停泊軌道。在進入停泊軌道並運行3個月后，環繞器和著陸巡視器將“器器分離”，著陸器挑戰火星軟著陸。

　　可以說，天問一號如今走過的每一步，都是中國航天史上的第一次。

　　2月10日那次精准的“剎車”制動，讓天問一號成為我國第一顆人造火星衛星，實現“繞、著、巡”第一步“繞”的目標。如果僅從“繞”這一目標看，我國已成為繼蘇聯、美國、歐空局、印度、阿聯酋之后第6個成功部署火星探測器的國家隊，還是繼印度、阿聯酋之后第3個首次探火即獲成功的國家。

　　天問一號剎車制動進入環火軌道，成為一顆人造火星衛星

　　進入環火軌道僅5天，天問一號又進行了“遠火點平面機動”，形象來說，就是順勢來了一個“側手翻”，由橫著繞火星轉改成豎著繞火星轉，將軌道調整為飛越火星兩極的環火軌道，這樣天問一號就能看到火星的南北極了。這樣一來，天問一號近火點高度也從400公裡下調至265公裡，火星看得更清楚了。

　　通過遠火點平面機動，天問一號進入火星極地軌道

　　對於要一次實現“繞、著、巡”目標的天問一號而言，真正的挑戰其實剛剛開始，接下來的難度系數將更大。

　　按照計劃，這兩天，天問一號回到近火點時將進行一次剎車，更換線路，邁入到停泊調向軌道﹔2月20日前后，當“天問一號”在停泊調相軌道上再次到達近火點時，需要再度剎車，進入停泊軌道。當然，停泊軌道並不是靜止停泊不動，而是相對於下一步更關鍵的著陸階段來說，保持中途停泊狀態，這個停泊軌道周期約2個火星日，主要目的是對既定著陸點進行預先探測，為期長達3個月。

　　為何要進入停泊軌道，而且還要長達3個月？

　　火星探測，對於初來乍到的天問一號而言，還是陌生的，為確保安全，沒有選擇在入軌后就一氣呵成著陸火星。我國的原則是穩妥為要，採用“先繞后落”的可靠模式。按照此前的計劃，天問一號將著陸火星的烏托邦平原，具體的著陸點可能是一個古海洋的所在地，科學家認為這個地方有很高的科學價值，很大可能取得意想不到的科學成果。然而，要想在遙遠的宇宙精准著陸，就需要停泊軌道上的天問一號一遍又一遍地確認地形和著陸點﹔同時還要洞察火星沙塵暴的動向，避開惡劣的火星天氣。由此，3個月的停泊也就不足為怪了，畢竟穩妥最為重要。

　　對著陸區進行拍攝成像，准確定位著陸位置地形地貌

　　在停泊軌道上，天問一號對著陸區進行拍攝成像，選定最合適的位置后將完成“泊車”的最后一步，即實現環繞器與著陸巡視器的分離，著陸巡視器進入到火星大氣。在約3個小時內，環繞器需要變軌到危險的撞擊火星軌道，建立並保持著陸器進入火星大氣所需要的姿態，而姿態的誤差要小於0.01度。在預定分離時刻，環繞器與著陸器必須完成分離，經過安全距離飄飛過程后，環繞器需要迅速完成推力加速，以回到安全的環繞火星軌道。此時的環繞器，要猶如一名優秀的跳水運動員，需要完成一次空中高難度的翻騰和時間精准的入水。環繞器這一系列姿態機動“翻騰”和器器分離“入水”動作必須一氣呵成。“入水”太早難以保証著陸器進入精度，“入水”太晚則會造成環繞器撞擊火星的風險。

　　器器分離后，著陸巡視器將採用彈道式進入火星大氣層，從穿越薄薄的大氣層到最終著陸火星表面，全程大約需要9分鐘。此時的著陸器處於高速飛行狀態，需要經歷空氣動力減速、降落傘減速、反推動力減速、著陸緩沖4個環節，從而實現逐層減速直至軟著陸。雖然我國航天器沒有在火星軟著陸的經歷，但類似的套路我們已經很熟了，嫦娥三號、四號、五號著陸器成功落月的整個過程與其類似。隻不過，天問一號落火之時，著陸器與地球相距大約3億公裡，通訊數據單程傳輸時間延遲很明顯，長達約20分鐘，隻能依靠天問一號智能化自主操作。

　　火星車巡視火星之時，環繞器將在環火軌道開展探測，並承擔中繼通信任務

　　如果一切按照預想的推進，天問一號將於今年5月至6月成功實現火星軟著陸，我國首輛火星車將在著陸一個星期后駛出著陸平台，開啟在火星烏托邦平原的“探險之旅”。屆時，中國將成為繼美國之后世界上第二個成功部署火星車的國家。

　　值得一提的是，當火星車在火星上漫步之時，回到環火極地軌道的天問一號環繞器也不會閑著，將利用攜帶的中分辨率相機、高分辨率相機、磁強計、礦物光譜分析儀等載荷對火星開展多維度探測﹔同時，還將兼任天問一號火星車的中繼通信任務，任務期至少一個火星年（687個地球日）。