天问一号最近怎么样了？

天问一号要搞清楚什么？1火星有没有水2火星有生命吗？3如何才能移民火星？

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号外号外，天问一号着陆巡视器2021年5月15日成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。

天问一号整个降落过程大致分为进入——减速——软着陆三步。

天问一号在进入火星大气层以后首先借助火星大气，进行气动减速，这个过程它克服了高温和姿态偏差。气动减速完成后，天问一号的下降速度也减掉90%左右。

“紧接着天问一号打开降落伞进行伞系减速，当速度降至100m/s时，天问一号通过反推发动机进行减速，由大气减速阶段进入动力减速阶段。”在距离火星表面100米时，天问一号进入悬停阶段，完成避障和缓速下降后，着陆巡视器在缓冲机构的保护下，抵达火星表面。

虽然此前中国已有月表着陆经验，但此次天问一号火星软着陆任务更加艰难。一方面火星表面存在大气(火星表面大气的密度是地球表面大气密度的1%左右)，火星环境比月球更复杂；另一方面火星离地球距离更加遥远，通信时延单程达20分钟左右，因此在整个着陆过程，相距遥远的地球科学家们来不及做任何处置，只能靠天问一号自主完成这“黑色九分钟”。

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-------------------------------2021.5.15更新-------------------------------------------

纳米气凝胶是一种并不被大众熟知的神奇材料。它是由纳米尺度的固体骨架构成的一个三维立体网络，网络结构间包含着丰富的纳米孔隙，孔隙率可以高达99.8%。由于它的骨架结构是纳米尺度的，可见光可以从中间穿过，同时会发生瑞利散射，让最常见的二氧化硅气凝胶肉眼看上去像是被冻住的蓝色烟雾，这和天空呈现蓝色的原理是一样，所以它还有一个很好听的绰号，叫做“蓝烟”。

气凝胶材料已应用在长征五号系列火箭、“天舟一号”上。我国首次火星探测任务“天问一号”上也应用了两种气凝胶材料，他们将分别用来应对“极热”和“极寒”的考验。“极热”考验出现在火星着陆阶段，着陆发动机产生的热量使周围的温度超过1000℃，气凝胶材质的隔热组件能够阻隔高温，仅仅10mm左右的材料就能够在整个着陆过程让它身后的温度达到可接受的范围。“极寒”考验出现在火星巡视阶段，火星车的表面铺设大面积的气凝胶板，能够确保火星车在-130℃的环境正常工作。

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自2020年7月23日发射以来，“天问一号”探测器已经完成了四次轨道中途修正和一次深空机动。与嫦娥系列探测器在地月空间飞行不同，“天问一号”是在进行星际航行，发射升空三天后已经彻底脱离了地球的引力场。为了确保它能够顺利奔火，五院总体设计部轨道设计团队悉心为它设计了最优的飞行轨道，制定了详细、全面的控制策略，助力“天问一号”在导航中精准飞行。

在地火转移的高速路上，“天问一号”长期处于无动力飞行状态，难免会受到入轨偏差、控制偏差和其他摄动因素的影响，与预定轨道产生一定的偏离。为了更接近理论轨道飞行，它就需要轻转“方向盘”、慢踩“油门”，即通过中途修正的方式来进行飞行方向和速度的细节调整，从而实现精细跃动、高速奔火。

在高速奔火的路上，深空机动是“天问一号”需要掌握的漂移技巧。与中途修正相比，深空机动是控制量更大的轨控动作，使探测器通过一次大转弯、或者说大漂移，从地球的公转面进入到火星的公转面上，精确瞄准火星飞行。“从轨道设计的角度来说，深空机动主要是为了调整探测器绕日轨道的尺寸和倾角，从而使探测器飞行的轨道满足到达火星的需求。”轨道负责人周文艳研究员解释说。

精准刹车，抓住今年唯一的近火制动机会

在第四次中途修正后，“天问一号”探测器保持着平稳的飞行轨迹抵达火星附近。从地火转移轨道进入到环火轨道，需要通过近火制动来实现火星捕获。

“天问一号”需要准确识别通往火星的高速“路标”，并“刹车”慢行，在通往环火轨道的“匝道”上谨慎行驶。“对于轨道设计来说，近火制动这脚‘刹车’力道大小极为考究，踩得太轻，就会飞离火星；踩得太重，又会对后面的飞行时序产生巨大影响。”轨道主管设计师高珊说。

在完成第四次中途修正后，“天问一号”进入到了合适的窗口期，它必须精准地踩下“刹车”，即通过近火制动实现火星捕获，一步到位迈入预定环火轨道。对于“天问一号”来说，近火制动只有一次机会，因为下一次合适的窗口期是在2023年。

另一个巨大挑战的是通信延时，由于探测器距离地球太过遥远，即将踏入环火轨道的“天问一号”与地球的通信延迟超过了10分钟，这意味着无法对火星捕获情况进行实时监控，快速应对。面对这样一段“视觉盲区”，轨道设计团队协同控制系统分析了近千种故障工况，确定了关键参数及阈值，保证火星探测器在地面无法实时控制的情况下，对可能发生的情况进行恰当的判断和反应。

多轨调整减速“泊车”

尽管已经做了充分的准备，轨道设计团队在近火捕获阶段仍然全神贯注地关注着变轨过程中每一个参数、每一条曲线的变化，进行误差评估。这是中国的航天器第一次抵达火星附近，要一次实现“绕、着、巡”三个目标，轨道设计的难度很高，在完成火星捕获后，“天问一号”将要面临更大的考验。

“天问一号”火星探测器由环绕器与着陆巡视器组成，为了保证着陆巡视器顺利完成火星着陆，“天问一号”需要进行多轨调整，通过精准操作来不断进行轨道和速度的变动，通过更加复杂的轨道控制来保证“泊车”。

在完成火星捕获后，“天问一号”进入到环火轨道中，在远火点进行一次平面机动，调整飞行的轨道倾角，为后续“泊车”奠定基础。当回到近火点时，它就要慢踩“刹车”，准备更换线路，迈入到停泊调相轨道，对轨道周期进行相应调整，以保证轨迹经过预定的着陆点。当“天问一号”在停泊调相轨道上再次到达近火点时，需要进行第三次“刹车”，进入停泊轨道，并在该轨道上进行多次维持，对着陆区进行拍摄成像，选择合适的位置，完成“泊车”的最后一步，即实现环绕器与着陆巡视器的分离，着陆巡视器进入到火星大气，完成这一阶段的全部任务。

2月10日19时52分，“天问一号”探测器成功进入火星轨道。

2021年2月15日 17时，首次火星探测任务天问一号探测器成功实施捕获轨道远火点平面机动。3000N发动机点火工作，将轨道调整为经过火星两极的环火轨道，并将近火点高度调整至约265千米。

2月20日实施了第二次近火制动，，需要再度刹车，进入停泊轨道。天问一号探测器成功实施捕获轨道远火点平面机动，完成轨道调整，绕火星飞行路线从“横着绕”变为“竖着绕”，以便拍摄火星两极，从而完成对火星全球的遥感成像任务。