5月15日，我國“祝融”火星車在火星的烏(wu) 托邦平原南端著陸。

　　最新的科學探測發現，在火星烏(wu) 托邦平原距離地麵1到10米的淺表底層下方有大量地下水冰存在，儲(chu) 水量相當於(yu) 地球麵積最大的淡水湖——蘇必利爾湖。火星地下有水，是否意味著火星存在或存在過生命？這些問題都有待我國火星車在烏(wu) 托邦平原這片神奇之地做進一步解答。

　　選擇烏(wu) 托邦平原著陸，或可揭開火星生命之謎。但火星登陸凶險萬(wan) 分，探測器需要克服哪些困難？登陸火星又有哪些不同的方式？

　　成功率隻有大約50%

　　選定著陸點後，最大的挑戰就是如何在火星著陸。目前，世界火星探測器著陸的成功率隻有大約50%。

　　這是由於(yu) 火星距離地球太遙遠了，地麵的遙測和遙控信號很微弱。另外，由於(yu) 地球與(yu) 火星的通信延時達10分鍾以上，所以在火星著陸的全過程中，一切都要靠探測器自主進行。還有，當火星探測器運動到火星背麵時，地球上無法準確地確定其軌道參數，這就會(hui) 給再入高度的選擇帶來困難。

　　著陸前，必須提前給火星探測器注入數據，使它在著陸過程中完全自主地執行上百個(ge) 程序，任何一個(ge) 程序都不能有誤。

　　進入火星大氣層後，火星探測器防熱措施如何，降落傘(san) 、氣囊和緩衝(chong) 火箭等能否按程序工作，都至關(guan) 重要，必須非常精確，1秒不差。因此，火星探測器的著陸過程的每個(ge) 環節都不能有閃失。有一名美國科學家曾形容火星探測器著陸時的心情，就好像丈夫在產(chan) 房外等待妻子分娩一樣。

　　原定1999年12月3日在火星著陸的美國“火星極區著陸器”在即將登陸火星表麵時，由於(yu) 軟件錯誤導致其起減速作用的火箭發動機過早關(guan) 閉，最終撞毀。2016年10月20日，歐洲“火星生物學-2016”探測器中的“夏帕雷利”進入、降落和著陸演示器在著陸前與(yu) 地麵失去了聯係，原因僅(jin) 為(wei) 一個(ge) 一秒的計算失誤，提前將降落傘(san) 與(yu) 防熱罩分離，導致“夏帕雷利”硬著陸而撞毀。

　　3種著陸火星方式

　　經過大量研究和實踐的探索，目前，探測器在火星軟著陸方式主要有3種，每種方案都各有優(you) 缺點，但基本原理相同，就是依靠火星大氣對進入艙和降落傘(san) 產(chan) 生的阻力以及探測器上緩衝(chong) 發動機的反推，把高速飛行的火星探測器在著陸火星表麵時的速度減為(wei) 零。

　　第一種著陸方式是氣囊彈跳式。這種方式比較簡單，成本低，但隻能滿足重量小的火星探測器軟著陸要求，且著陸精度不高。美國“火星探路者”、“勇氣”號和“機遇”號火星車都采用這種著陸方式，即降落傘(san) +氣囊彈跳的方式著陸。由於(yu) 著陸時是硬著陸，所以被氣囊包裹住的探測器剛著陸時會(hui) 被彈起10層樓高，然後經過多次彈跳，逐漸降低彈跳高度，最後在火星表麵著陸。

　　第二種著陸方式是反推著陸腿式。這種著陸方式複雜一些，成本高，可滿足重量較大的探測器在火星軟著陸要求，著陸精度較高，與(yu) “神舟”飛船返回艙返回地球類似。美國的海盜1號和2號、“鳳凰”號、“洞察”號以及我國的“祝融”火星車都采用這種著陸方式，即降落傘(san) +緩衝(chong) 發動機反推+著陸腿方式著陸，其中著陸腿在著陸時起到一定緩衝(chong) 作用。

　　第三種著陸方式是空中吊機式。這種著陸方式最為(wei) 複雜，成本最高，技術最先進，可滿足重量更大的探測器軟著陸要求，著陸位置也可以更精確。美國“好奇”號和“毅力”號火星車都采用這種著陸方式，即降落傘(san) +緩衝(chong) 發動機反推+空中吊機方式著陸。

　　（作者係全國空間探測技術首席科學傳(chuan) 播專(zhuan) 家） 

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