“天问一号”一次性实现三大任务有多难？

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人民网北京7月23日电(赵)7月23日中午12时41分，中国首颗火星探测器“田文一号”在海南文昌航天发射场用长征五号运载火箭成功发射。在升起空后，它将经历大约7个月的漫长旅程，到达火星，并进行环球航行和巡逻探索。

中国首次火星探测任务需要同时实现“盘旋”、“着陆”和“巡逻探测”三项任务，这在世界航天史上是独一无二的，难度可想而知。那么，田文一号在梦想中的火星之旅中会面临什么样的困难和风险呢？让我们详细清点一下火灾探测道路上的沟壑和山脊。

第一个困难:任务起点高，技术跨度大

截至今年6月底，世界各地已经举行了44次火星探测活动，但任务成功的概率只有50%左右。因此，火星探测任务的内在风险非常大。

然而，中国的火星探测任务应该实现一次盘旋、着陆和巡逻的目标。“这在世界上任何一个国家都从未同时实现过，任务非常艰巨。”第五航天科技研究院火星探测器总设计师孙泽洲说。

据第五航空航天科技集团研究院的探测专家介绍，中国火星探测任务的发射规模非常大，着陆的有效质量仅次于美国的“好奇”。环火探测相当于国际水平；在探测器的研制中，相关性是极其复杂的；首次对大气天体的进入提出了许多技术挑战，如轨道、空气动力学、热防护、大帆面降落伞等。设计应实现新的技术突破和技术跨越。

第二个困难:新的设计约束和巨大的不确定性

面对这个遥远而未知的星球，“田文一号”在火星之旅中不可避免地要经受新环境的考验。

现有数据显示，火星上的基本数据非常少，如稀薄的大气、风场、沙尘暴、火表面地形等。，而新的星际空环境使原本的高风险探索任务变得困难重重，因为要爬上一段楼梯。

然而，火星的新约束条件，如长达4亿公里的距离和大的时间延迟，对探测器的自主能力有很高的要求，这给火星的成功进入和着陆、测控通信、火星车能量、热控、火面运动等一系列设计以及电子产品的技术和环境适应性带来了很大的挑战和不确定性。

第三个困难:有许多关键技术，很难解决关键问题

据了解，在这次火星探测任务中有许多关键的、独特的和不可逆转的环节，例如近火捕获和制动、设备分离、进入/下降/着陆以及火星车释放分离。

“我们火星探测任务的核心和最困难的部分是探测器进入火星大气层后的空气动力学形状和降落伞减速过程。只有一个机会，必须确保成功。”总工程师孙泽洲对“探火”的任务有着冷静而清晰的认识。

为此，研究小组专门设计了新的空气动力学形状和新的降落伞，这些都是极难对付的。

第四个困难:验证任务重，测试困难

记者了解到，“田文一号”火星探测器上有许多新技术都是原卫星或探测器没有使用或遇到的。

因此，为了确保探测器的可靠性，开发团队进行了大量的测试和验证。除了常规的力和热测试外，还需要完成关于空气动力学形状、热烧蚀预防、悬停避障、缓慢下降和着陆以及系统、子系统和漫游车内场和外场单机水平的特殊测试。核查任务极其艰巨。

据第五航空航天科学技术研究院的沈空勘探专家说，这些特殊试验不仅难以确定试验方法和方案，而且难以模拟火星环境、实施试验和判断试验结果。此外，测试验证的充分性、有效性和覆盖面以及测试模拟验证的难度都非常大。

然而，多重困难的重叠并没有吓跑火星探索和开发团队。设计师们争分夺秒地为各种任务进行大量的实验和准备工作，为“田文一号”探索之旅铺平了道路。

第五个困难:开发周期紧，进度风险高

中国的火星探索起步较晚，所以研究小组从任务开始就一直在运行。2016年，初步消防任务得到正式批准；2016年7月，火星探测器被研制并转移到初始样品上；到2016年底，探测器完成了所有关键技术研究和详细设计...从那以后，开发团队一直在不停地工作，在短短四年多的时间里，它已经完成了从产品开发和验证到备用交付到预定发布的整个过程。

在此期间，方案与初始样本、初始样本和正样本工作完全相交和平行。因此，主要任务持续提前衔接，进度和技术风险高度耦合，全线作业时间很长，对风险管控提出了极高的要求。

此外，火星探测任务是我国的一项重大航天工程任务，参与的研究单位有数百个，多线并行、多点并行、多状态流串并联，联系关系极其复杂，协调管理和资源保障极其困难，进度和质量风险的整体控制极其困难。

"然而，正是由于压力，技术进步才得以实现."孙泽州说道。为此，研究团队发扬全国合作精神，精心策划，准确实施，所有探测器系统和所有参与者按照“高质量、高效率、高效益”的要求工作，确保了中国首次火星探测任务的顺利进行。

来源：搜狐微门户