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阿联酋、中国、美国的火星探测器先后到达火星 ， 美国航空航天局(NASA)的毅力号火星车在北京时间2月19日凌晨4点55分降落在火星表面 。去年 ， 人类先后向火星发射了三个探测器：阿联酋的“希望号”（2020年7月20日由日本火箭发射） ， 中国的“天问一号”（2020年7月23日发射） ， 美国的“毅力号”（2020年7月30日发射） 。 其中 ， 阿联酋的“希望号”于2021年2月9日开始环火 ， 执行环绕探测任务；中国的“天问一号”探测器于2021年2月10日进入环火轨道 ， 美国的“毅力号”执行着陆巡视探测任务 。
北京时间2月19日凌晨4点55分 ， 美国“毅力号”火星车成功登陆火星 ， 成为美国国家航空航天局（NASA）第5个成功登陆的火星车 。
作为在2020年火星探测窗口发射的3台探测器之一 ， 毅力号于去年7月30日在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空 。 这辆大小和质量和小汽车相近 ， 耗费十几万倍于小汽车的火星车 ， 是人类历史上第二个核动力火星探测器 。 经过超过半年的飞行 ， 毅力号成功着陆火星 。 由于美国已经拥有成熟的火星数据链 ， 可以无需变轨直接着陆火星 。
由于火星大气稀薄 ， 而且地火距离遥远 ， 探测器必须自主完成减速降落 ， 难度极大 ， 毅力号就将经历“恐怖7分钟” ， NASA预测安全着陆的概率仅有40％ 。
毅力号将采用名为“空中吊车”(Skycrane)的技术降落火星 ， 此前它曾在2012年帮助好奇号火星车登陆 ， 现在进行了改进 ， 降落精度更高 。
北京时间2月19日凌晨4点48分 ， 包裹毅力号火星车的空中吊车保护壳以19.5万千米的时速进入火星大气层 。
1分钟后 ， 大气摩擦使得外壳温度高达1300度 。
4点52分 ， 直径21.5米的降落伞打开 ， 并弹出挡热板 。
4点54分 ， 外壳背面分开 ， 空中吊车的下降时速降至2.7千米 ， 同时将毅力号从7.6米长的尼龙绳上降下 ， 此时离地面约20米 。
4点55分 ， 速度降至2.5千米/小时 ， 探测车接触地面 ， 尼龙绳切断 ， 毅力号成功着陆火星表面 。
毅力号火星车着陆后传回的首张照片（图片来源：NASA TV）
毅力号的着陆地点是位于北纬18度的耶泽罗陨击坑（Jezero crater） 。 有证据表明曾经有河流流入耶泽罗陨击坑 ， 形成了一个早已干涸的三角洲 。 而毅力号在此处着陆 ， 一项重要目标便是识别和收集该地区的沉积岩和土壤样本 ， 探寻可能存在的火星生命迹象 ， 同时测试人类在火星生存的技术 。 此外 ， 毅力号还将通过对表面岩石、土壤物理化学特征的分析 ， 帮助人类理解火星地质以及大气环境 。
除了对火星地表的探测 ， 毅力号还将执行一项特殊任务——释放“机智”号无人直升机 。 在毅力号着陆后60~90天左右 ， 直升机将与火星车分离 。 它依靠太阳能充电 ， 每个火星日能获得大约90秒的飞行时间 ， 每次飞行不超过三分钟 。 机智号是毅力号的侦察机 ， 能为毅力号提供高精度地图 ， 从而大幅提升火星车探索的效率 。
毅力号附带的机智号无人机 图片来源：NASA
为什么“天问一号”先环绕火星再着陆呢由中国航天科技集团有限公司研制的我国首次火星探测任务天问一号探测器已进入环火轨道 ， 计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆 。
为什么率先到达的天问一号要先在火星轨道环绕三个月左右 ， 然后再着陆呢？
这是因为首次探测火星的我国选择了不同的方案 。
我国首次火星探测任务要在一次任务中完成“绕、着、巡”三步 。 正因为使命特殊 ， 既有环绕器又有着巡组合体的天问一号探测器也成为人类向火星发射的最重的探测器之一 。 ▲ 天问一号探测器火星捕获过程影像（定向天线监视相机画面）分页标题#e#
2月10日 ， 天问一号探测器顺利进入大椭圆环火轨道 ， 实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标 ， 环绕火星获得成功 。 2月15日 ， 天问一号探测器将轨道调整为经过火星两极的环火轨道 。
后续 ， 天问一号探测器还将经过多次轨道调整 ， 进入火星停泊轨道 ， 开展预选着陆区探测 ， 计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆 ， 开展巡视探测 。
我国在此前的探月任务中 ， 已多次实现月球表面软着陆 ， 但相比月球 ， 火星存在大气 ， 环境更加复杂 ， 同时通信时延将达到20分钟左右 ， 因此 ， 整个着陆过程依旧只能靠探测器自己判断和执行 ， 地面来不及做任何处置 。
天问一号探测器的整个着陆过程在9分钟左右 。 探测器需要在9分钟的时间里将速度从约每秒4.9公里降到0 。 而完成这个任务的第一步 ， 就要借助火星稠密的大气 。
气动减速的时候 ， 探测器要面临高温过程 ， 还有气动带来的姿态偏差 。 一旦利用自身气动外形和防热结构扛过了气动减速的第一关 ， 天问一号探测器的速度就将成功减少90%左右 。
【旅行者|美国“毅力号”率先成功登陆：恐怖7分钟、成功率仅40％】
接下来 ， 它需要立刻打开自己的减速伞 ， 直到速度降至每秒不到一百米时 ， 探测器携带的变推力发动机会准时开机 ， 进入动力下降段 。 到达距火面100米的时候 ， 进入悬停阶段 。 这时探测器的微波测距测速敏感器对“地”进行测量 ， 光学相机等对“地”成像 。 探测器可能还会在100米高度进行平移 ， 选择更安全的着陆区进行着陆 。 当自主确定着陆区域后 ， 着陆巡视器会在缓冲机构和气囊的保护下 ， 抵达火星表面 。 截至目前 ， 人类2020窗口三大探火任务进展都很顺利 ， 祝愿它们都能取得圆满成功 ， 为人类深空探测作出新的贡献 。
来源：(科技咖)
【】网址：/a/2021/0219/kd723595.html
标题：旅行者|美国“毅力号”率先成功登陆：恐怖7分钟、成功率仅40％
