變推力發動機獨步全球！懸停火星立新功，2.1萬公里時速驟降為零

自第一顆成功飛越火星的水手4號探測器發射之後，人類就開始對這顆地處太陽系宜居帶邊緣的地外行星進行了長達半個多世紀的探測活動，期間共發射了45個火星探測器，然而卻沒有一個是我國獨立實施的火星探測項目，在缺席火星探測五十多年之後我們終於開始奮起直追。

2016年上半年我國火星探測工程正式立項，在長達3年多研製時間裡鮮少有相關信息披露，直到前不久航天科技集團首次公開火星一號探測器進行熱真空測試照片後，我們才得以一睹廬山真面目。

火星探測根據工程難度不同，由易到難可以分為繞、落、巡、回四大步驟，印度曼加里安號火星探測器就是最初級的繞火衛星。

在人類向火星發射的45個探測器中成功的僅有18個，成功登陸火星表面的只有美國一家。目前人類實施的最高難度火星探測方案就是巡視探測，全球200多個國家和地區目前也只有美國一家先後成功部署了4輛火星車。

火星探測以2000年為分水嶺，整個20世紀雖然人類向火星發射了為數不少的探測器，但卻僅有一輛11.5公斤的旅居者號火星車，此後的3輛火星車皆為21世紀產物。

我國火星一號的厲害之處在於，第一次自主實施火星探測任務就要一舉完成「繞、落、巡」三大任務，尤其是直接對標最高難度的火星表面巡視任務。

火星一號巡視器重量比玉兔二號月球車大出將近一倍，達到240公斤，與之對比美國2003年發射的勇氣號與機遇號兩輛火星車重量均為185公斤。體格更健碩的火星一號巡視器能力自然更強，首先是越障能力更強，就行駛速度而言不僅遠超勇氣與機遇號，甚至已經可以比肩NASA最先進的好奇號火星車，還創造性地開發了蟹行與蠕動功能。

火星一號為5噸級規模探測器（火星探測有史以來最大單次發射噸位規模），共分為兩大結構，金黃色艙段是軌道器，上半部錐體艙段則是包絡著陸巡視器的進入器。

在漫長的地火轉移飛行段，軌道器將作為服務艙提供動力支持，抵達火星軌道後軌道器將變身為環繞火星運行的衛星，對火星進行全球探測，同時作為負責著陸巡視器與地球之間通信的中繼衛星。

過去基於積累經驗考慮我國很多航天項目往往選擇更加謹慎務實的技術方向，有人說這是保守，現在我們敢於挑戰自我，又有人說這是冒進，想一口吃個胖子，那麼事情真相究竟是怎樣呢？

我們雖然在火星探測領域有長達半個多世紀的缺席，但進入21世紀以來深空探測功力卻是突飛猛進。先後成功實施嫦娥一號、二號、三號、五號T1試驗器、四號共五次月球探測項目，尤其是嫦娥三/四號連續登陸月球正面與背面，積累了充足的地外星球登陸經驗。

在嫦娥探月工程刺激下已有兩國探測器試圖登陸月球，結果全部失敗，其中還有自詡火星探測大國的印度，而我們在探月工程牽引下布局全球建成了足以觸達太陽系邊緣的深空測控網。

有人說火星與月球環境不可同日而語，的確兩顆星球登陸條件確實不同，但這並不意味著技術不能繼承。

登陸火星最難環節是再入火星大氣的生死7分鐘，期間需要經過氣動減速、降落傘減速、動力減速三大環節使探測器速度從時速2.1萬公里降為零。

得益於嫦娥三/四號落月項目成果，我國火星一號著陸器使用了久經考驗的7500N變推力發動機，又得益於大推力優勢我們不需要像歐美那樣採用多台小型降落髮動機方案，而是只需一台。也不用像印度月船2號那樣一鎚子買賣，而是加入了懸停避障環節，意思就是著陸器還沒有接觸火星表面速度就已經降為零，可以極大程度提高著陸任務成功率。

就在8天前由航天科技集團六院801所承擔的火星一號探測器推進分系統成功完成懸停、避障、緩速下降與著陸試驗，進一步驗證了探測器在降落階段的控制性能，為任務的成功實施再一次奠定基礎。

除了可以繼承嫦娥探月工程使用的降落髮動機，還有就是玉兔二號月球車超乎尋常的抗寒能力，再過一個多月它就將成為人類運行時間最長的月球車。此時此刻嫦娥四號著陸與巡視器正在經歷第十一個月夜期零下190多度的極低溫考驗，與之對比火星最低溫度僅為零下87度左右，與月球低溫相比是小巫見大巫，火星一號巡視器自然也可以繼承玉兔二號月球車的抗低溫組件。

之所以敢為天下先，在首次自主探火任務中完成最高難度係數的繞落巡任務，是因為我們有了充分的任務經驗積累，做到了事半功倍。

火星一號任務的實施僅僅是一個開始，接下來還要在十年內實施火星採樣返回任務，這同樣是一個敢為天下先的偉大工程，以此技術為基礎下一步會是什麼？載人登陸火星對於中國人而言並不是遙不可及的夢。

為什麼我們將執行載人航天任務的乘組稱為「航天員」，而國外是「宇航員」？這主要緣於我國航天之父錢學森給出的全新定義，太陽系內的載人航天活動稱為「航天員」，太陽系之外才是「宇航員」。

這恰恰說明我們志向遠大，星辰大海的夢想不是靠一兩代人努力就可以實現，而是數百年數千年持之以恆去努力作為，而這個人類終極夢想也唯有窮兩千餘年之功創造萬里長城的我們才有這個民族秉性去實現。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！