每經(jīng)編輯 盧祥勇    

歷史性一刻！5月15日，我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)著陸，在火星上首次留下中國印跡，邁出了我國星際探測征程的重要一步。

后續(xù)，祝融號火星車——這輛以中國神話傳說中火神命名的小車，將依次開展對著陸點全局成像、自檢駛離著陸平臺并開展巡視探測。

天問一號探測器于2020年7月23日發(fā)射，在今年2月到達(dá)火星，成功被火星捕獲。經(jīng)過3個月的養(yǎng)精蓄銳，終于完成中國首次火星著陸。

近年來中國在空間技術(shù)領(lǐng)域捷報頻傳，從去年的北斗三號成功組網(wǎng)向全球提供北斗服務(wù)，到4月29日，中國空間站工程首個航天器天和核心艙成功發(fā)射。期待“祝融”號早日在火星上開展相關(guān)科學(xué)探測任務(wù)。

繞著火星等待了三個多月

火星，太陽系內(nèi)自然環(huán)境與地球最為接近的星球。幾十年來，它一直是人類深空探測最熱門的焦點，也是人類最有可能登陸的下一個地外天體。

2020年7月23日我國首個火星探測器“天問一號”在海南文昌發(fā)射?！疤靻栆惶枴彪x開地球7天之后，NASA的毅力號也踏上了奔赴火星的旅程。

天問一號由著陸-巡視器(簡稱“著巡器”)與環(huán)繞器組成，落火之后著巡器又分體為著陸器和巡視器兩部分，巡視器就是前段時間剛剛公布名稱的“祝融號”火星車。

今年2月10日，經(jīng)歷半年多的飛行，“天問一號”探測器完成“剎車”減速，開始它的環(huán)繞火星之旅。出發(fā)半年多，它已經(jīng)距離地球1.7億公里，而總飛行里程超過了4.5億公里。

這是國家航天局公布的天問一號拍攝的高清火星影像圖。新華社發(fā)（國家航天局供圖）

2月18日，NASA的“毅力號”抵達(dá)火星，當(dāng)天直接著陸。為什么“天問一號”要多等三個月呢？

其實，入軌后的“天問一號”并沒有閑著。它先是花了半個月時間多次調(diào)整軌道，讓自己觀察火星的距離更近一些，視角更好一些；然后是仔仔細(xì)細(xì)考察火星地形，拍攝高清照片，為火星車考察著陸區(qū)地形。

圖片來源：中國航天報

人類探索火星數(shù)十年，但獲取的火星表面高分辨率影像數(shù)據(jù)有限。在“毅力號”著陸前，NASA已經(jīng)利用其火星軌道飛行器，在著陸區(qū)拍攝高清照片。也就是說，“毅力號”是帶著高清地圖去火星的。

天問一號探測器火星捕獲過程影像（定向天線監(jiān)視相機(jī)畫面）

而“天問一號”選擇降落的烏托邦平原，至今人類所獲取的數(shù)據(jù)仍然有限。沒有高清照片，就只能自己拍攝。正所謂“磨刀不誤砍柴工”，“天問一號”等待的三個月非但不“墨跡”，而且還是必要的。

“天問一號”是中國首次火星探測任務(wù)，也是個高度復(fù)雜的任務(wù)，將一次性實現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視三大工程目標(biāo)，以及通過13臺科學(xué)儀器對火星進(jìn)行全方位科研，任務(wù)整體難度巨大。此前中國對火星的詳細(xì)了解有限，目標(biāo)著陸區(qū)域的最新地形地貌和氣象條件等也可能相對科研成果有一定出入，著陸器/巡視器組合體也必須依賴穩(wěn)定運(yùn)行的環(huán)繞器才能成功。因而，入軌火星后必須采取分步走的策略。

看了下面這個視頻，

你就明白天問一號是如何著陸火星的

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來源：中國航天報

5月15日凌晨1時許，天問一號探測器在停泊軌道實施降軌，機(jī)動至火星進(jìn)入軌道。

4時許，著陸巡視器與環(huán)繞器分離。歷經(jīng)約3小時飛行后，進(jìn)入火星大氣，經(jīng)過約9分鐘的減速、懸停避障和緩沖，成功軟著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)。

從進(jìn)入火星大氣到著陸火星表面是整個火星著陸過程中最為驚險的時刻。我國天問一號任務(wù)火星著陸分為氣動減速、傘系減速、動力減速、懸停避障與緩速下降四個階段，歷時“驚魂九分鐘”。

兩器分離約30分鐘后，環(huán)繞器進(jìn)行升軌，返回停泊軌道，為著陸巡視器的后續(xù)探測任務(wù)提供中繼通信，搭建起地球和火星之間的通信橋梁。

后續(xù)，“祝融號”火星車將依次對著陸點全局成像、自檢、駛離著陸平臺并開展巡視探測。

為什么選擇烏托邦平原？

“祝融號”選擇在烏托邦平原著陸，一方面是因為工程風(fēng)險低。火星南北半球的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等差異巨大——火星南部為古老高地，坑多，60%的面積遍布隕石坑；而烏托邦平原所在的火星北部，是被火星熔巖填平的低矮平原，地形平緩，隕石坑較少，且地質(zhì)年齡較輕，地殼較薄。

另一方面，選擇烏托邦平原著陸是因為科學(xué)價值高。長期以來，人們最關(guān)注的是火星上是否存在生命。研究人員分析，烏托邦平原很可能是遠(yuǎn)古火星海洋的所在地，“祝融號”著陸的地點在古海洋和古陸地的交界處。

最新的科學(xué)探測發(fā)現(xiàn)，在火星烏托邦平原距離地面1-10米的淺表底層下方，存在大量地下水冰，儲水量相當(dāng)于地球上面積最大的淡水湖。想知道火星上到底有沒有生命，烏托邦平原是一個絕佳的探測點。

火星烏托邦平原（拉丁語：UtopiaPlanitia），又譯作烏托邦低原，為火星上最大的平原，直徑3200公里，中央為49.7°N118°E*（火星經(jīng)緯度），位于阿爾及爾平原的對跖點上?；鹦菫跬邪钇皆彩?976年9月3日海盜2號在火星上的著陸與探索區(qū)域。

登陸火星究竟有多難？

我們生活在地球上，可以通過很多方式去監(jiān)測地球大氣的風(fēng)速、氣壓和密度，從而確保航天器再入大氣時的安全。然而，人類對于火星的大氣環(huán)境知之甚少，導(dǎo)致登陸火星充滿了未知的危險，很多登陸火星的探測器都是殞命于此。

另外，登陸火星對于探測器的自主降落能力提出了極高的要求。這是因為地球和火星相距遙遠(yuǎn)，通信存在很大的延遲，地球上的控制中心不可能實時控制著火星上的探測器。

圖片來源：中國航天報

目前，火星正是遠(yuǎn)離地球的時候，地火的距離達(dá)到了3.18億公里。從地球上發(fā)射出的無線電信號以光速傳播，也要17.7分鐘的時間才能抵達(dá)火星。因此，只能全權(quán)交由探測器自主降落火星。

因此，登陸火星的難度極高。在天問一號之前，已經(jīng)有20個探測器嘗試登陸火星，其中只有10個成功登陸，成功率僅為50%。最早登陸火星的是蘇聯(lián)發(fā)射的火星3號，它于1971年首次成功登陸火星，但它登陸后只運(yùn)行了14秒。

美國的成功率最高，NASA先后10次嘗試登陸火星，9次取得成功，只有1999年發(fā)射的火星極地著陸者號在登陸火星時失聯(lián)。最早登陸火星的是1976年的海盜2號，它與天問一號一樣，也是登陸烏托邦平原。最近一次是在今年2月19日登陸火星的毅力號，它還帶了一架無人直升飛機(jī)——機(jī)智號，并在火星上實現(xiàn)首飛。

由此可見，我國一次就成功登陸火星有多么不容易。

“祝融號”有哪些絕招？

此前，中國首次火星探測任務(wù)總設(shè)計師張榮橋曾對外公布“祝融號”火星車的配置細(xì)節(jié)：火星車質(zhì)量約240公斤，為6輪獨立驅(qū)動，攜帶6臺載荷，其太陽翼呈蝴蝶翼形。因此有人形象地將“祝融號”火星車比喻為“火星蝴蝶”。

火星環(huán)境是出了名的惡劣，要想完成使命，“祝融號”火星車必須足夠強(qiáng)大，努力“活下來”。中國曾數(shù)次造訪月球，積累了寶貴經(jīng)驗。但月球與火星最大的不同，在于月表近乎真空，而火星有大氣層，這大大增加了探索火星的難度。

從以往火星探測器拍攝的圖片來看，火星的地貌似乎與地球上的沙漠戈壁無異。但事實上，火星上的風(fēng)速可達(dá)每秒180米，這幾乎是地球上特大臺風(fēng)風(fēng)速的三倍多。這如野獸般兇暴的烈風(fēng)會掀起大量的沙塵、石塊，形成特大沙暴。

在今年早些時候，“祝融號”火星車總設(shè)計師賈陽介紹，我國的火星車太陽能板采用表面工程技術(shù)除塵法，這個技術(shù)的關(guān)鍵是超疏基結(jié)構(gòu)，身邊的汽車防塵玻璃、防塵貼膜等都是這個原理。類似下雨時荷葉上的水珠，遇風(fēng)可以很容易滾落。這種材料可以讓“祝融號”的太陽能板不易沾染灰塵，還可以通過振動抖掉灰塵。

此前，美國宇航局（NASA）的“機(jī)遇號”火星車正是因為遇上火星沙塵暴，太陽能板蒙塵，最終與地球失聯(lián)。

火星表面還密布著石塊等障礙物，這就使得火星車的行駛需要更加“小心翼翼”，以免被障礙物卡住造成操作的遲滯。那如何才能火星車的每一步都走得更加穩(wěn)妥呢？設(shè)計師們也想出了應(yīng)對之策。在中國航天科技集團(tuán)五院的實驗室中，有一臺與“祝融號”一模一樣的火星車。當(dāng)“祝融號”在火星上遇到復(fù)雜路況時，地球上的火星車將對火星路況進(jìn)行模擬行駛，確認(rèn)無誤后才會發(fā)出指令。

按照計劃，在緊張工作90個火星日后，“祝融號”火星車將結(jié)束巡視探測工作，天問一號環(huán)繞器也將進(jìn)行軌道調(diào)整，從而開展環(huán)繞科學(xué)探測。

A股有哪些“火星股”

據(jù)媒體此前報道，天奧電子是空天信息網(wǎng)絡(luò)授時產(chǎn)品龍頭，應(yīng)用場景包括星載、機(jī)載、彈載、車載、地面、艦載等。公司也在互動易平臺中表示，公司有產(chǎn)品應(yīng)用于此天問一號項目。

中簡科技率先實現(xiàn)了ZT7系列高性能碳纖維產(chǎn)品在國家航空航天關(guān)鍵裝備的穩(wěn)定批量應(yīng)用。

中國衛(wèi)通是中國航天科技集團(tuán)旗下企業(yè)，主營業(yè)務(wù)為衛(wèi)星空間段運(yùn)營及相關(guān)應(yīng)用服務(wù)。

鴻遠(yuǎn)電子是軍用MLCC核心供應(yīng)商，主要客戶包括航天科工、航天科技等集團(tuán)。

中科星圖是中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院投資的國有控股高新技術(shù)企業(yè)，是國內(nèi)數(shù)字地球行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)。

福光股份在互動平臺上表示，光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品已應(yīng)用在火星探測器“天問一號”上。

部分上市公司也在互動平臺上對相關(guān)信息進(jìn)行了回應(yīng)。

軸研科技表示，在我國航天領(lǐng)域，公司軸承應(yīng)用較為普遍，天問一號中，若干部件使用了公司制造的軸承。

奧普光電表示，公司參與了部分部件的研制及裝調(diào)工作。

全信股份表示，公司扎根軍工領(lǐng)域近20年，已承擔(dān)了載人航天、北斗導(dǎo)航、運(yùn)載火箭、重點型號飛機(jī)、大型水面、水下戰(zhàn)斗艦艇等多項國家重點國防工程的光電傳輸線纜及組件、光電元器件、FC光纖總線交換系統(tǒng)、光電集成、測試和仿真產(chǎn)品的配套任務(wù)，公司持續(xù)加強(qiáng)重點科研項目研發(fā)，做好“探索一代、預(yù)研一代、科研一代、裝備一代”能力建設(shè)，積極應(yīng)對市場競爭。

（本文內(nèi)容僅供參考，不作為投資依據(jù)。投資者據(jù)此操作，風(fēng)險自擔(dān)。）

編輯|盧祥勇?杜恒峰

校對|孫志成

每日經(jīng)濟(jì)綜合自央視新聞、國家航天局、

中國航天報、數(shù)據(jù)寶、中新網(wǎng)等