毅力號用空中吊車著陸法，有效避麵火星塵土飛揚和著陸震動大的問題

美國毅力號於(yu) 2月19日成功著陸火星，還發回了一係列高清火星照片。

這是人類探測火星的又一大步，毅力號這次有明顯針對性的火星探測，讓大家對發掘火星生命之謎充滿期待。

同時，在宇宙深空探測方麵，火星在9天前就迎來了新興(xing) 航天大國-中國的天問1號，現在天問1號正在環火星軌道飛行，3月後它將成功著陸火星。

美國毅力號的成功著陸，讓許多天文愛好者對中國天問1號3個(ge) 月之後的火星著陸充滿期待！那麽(me) 毅力號這次成功著陸和中國天問1的將來著陸有什麽(me) 不同。

是不是作為(wei) 深空探測龍頭老大的美國毅力號這次火星著陸，就比天問1號3月後的著陸要先進很多呢。

其實， 這兩(liang) 者的著陸方式在綜合技術需求上是大同的， 它們(men) 二者在技術難度，技術複雜程度等方麵是同等級的。單就這次毅力號火星著陸這方麵看，中美處在同一技術高度上。

為(wei) 什麽(me) 這麽(me) 說，下麵把火星著陸的過程細細分析，我們(men) 就會(hui) 看出，在這方麵二者是完全在同一技術水平。

創作不容易，如果覺得文章不錯，歡迎評論，點讚，關(guan) 注，謝謝！

一片荒涼的火星大陸，溫藏著太陽係中生命起源的秘密

2. 為了對火星著陸有個清晰概念，先詳細了解火星著陸每一過程和其難點，清楚了解在全過程中二者有沒有技術差別。

一般大家可能都看到許多文章寫(xie) 的“恐怖7分鍾，著陸幾大步"等等, 沒有詳細了解每步是怎麽(me) 樣的。

這裏不再去敘述大家都看過的降速，開傘(san) ，火箭製動，纜車吊，等等幾大步驟，這些早已知道的東(dong) 西。

下麵隻舉(ju) 出相應著陸關(guan) 鍵點和參數，讓網友們(men) 對著陸過程更清楚：

毅力號先是在火星大氣層中減速一段時間，當速度降到小於(yu) 550米/秒時，打開減速傘(san) 。

2.毅力號軟著陸全過程，關(guan) 鍵點細節描述。

2.1. 毅力號是在距離火星表麵150公裏高度，速度5.3公裏/秒時，啟動著陸火星程序，之後進入著陸軌道（注意，此時慢慢改變為(wei) 更斜的角飛行）。

毅力號起動著陸程續，著陸器進入火星大氣層

2.2.啟動著陸程序一小段時間後，進入火星大氣層（仍是5.3公裏/秒的高速），經過黑障區（階段），此階段由於(yu) 探測器和火星大氣的高速磨檫，開始劇烈減速，同時其表麵溫度急劇升高。

2.3.之後毅力號降到距火星表麵16公裏距離，此時毅力號已降速到1公裏/秒時，進行航向調整。

2.4.此時是毅力號再次進行第二次較大的軌道調整（更陡），由之前的較平飛行（為(wei) 獲得更多減速時間）到向火星表麵方向下落，同時繼續在火星大氣中減速。

2.5. 當它快速下降到距火星表麵15公裏時（此時還不是垂直從(cong) 16公裏到15公裏），再次較大幅度調整其飛行軌道（越來越陡-近垂直向下），之後拋棄配重塊，降落傘(san) 準備打開。

2.6.當著陸器降到距火星表麵15公裏以下某處，毅力號下降速度降至550米/秒後，降落傘(san) 正式打開（由於(yu) 火星大氣稀薄，降傘(san) 直徑達直徑21.5米），

降落傘(san) 成功打開則意味著火星著陸成功了80%。

即將拋棄降落傘(san) ，進行火箭製動減速的毅力號著陸器

2.7.著陸器在降落傘(san) 作用下，繼續減速，當著陸器速度降到83米/秒，離火星表麵2.6公裏時，毅力號拋棄降落傘(san) ，減速火箭點火，進行火箭製動減速和姿態調整，

同時用其雷達對地麵進行地形選擇（注意，雷達測距全過程一直在進行）。

著陸器拋棄降落傘(san) ，進行入火箭減速間段

2.8.在著陸器下降速度30米/秒，距火星表麵高度300米時，進行精確高度修正後，放出空中吊車，之後在著陸器離火星表麵高度低於(yu) 20米後，毅力號被慢慢吊放到火星表麵。

之後纜繩自動熔斷，毅力號火星車成功著陸，帶製動火箭的著陸器則飛到別的地方硬著陸，至此，毅力號著陸過程完美完成。

當著陸器降落到離地麵20米後，懸停，放出吊繩，把毅力號以懸吊方式放到火星上

其實，不管美國，中國，為(wei) 人類航天邁出的每一步都值得敬重和祝賀，相信中國3個(ge) 月後同樣會(hui) 成功著陸火星。

3.以上著陸過程和我們(men) 的天問1號著陸技術有什麽(me) 差別。

3.1.從(cong) 上麵的著陸過程可以看出，其著陸過程幾乎和我們(men) 嫦娥號（3,4,5），著陸過程大概是一樣的。

隻不過，因為(wei) 月球上沒有大氣，所以嫦娥1號不會(hui) 用降落傘(san) 。

其實，不用降落傘(san) 軟著陸難度更大，因為(wei) 需要火箭製動減速更多。一般的，飛行器火箭製動減速在氣動控製，姿態平衡等方麵難度要高於(yu) 降落傘(san) 減速。

3.2. 月球引力雖然沒有火星大，但是火星有大氣，可過大氣進行減速，之後還能用降落傘(san) 減速，這兩(liang) 次減速會(hui) 讓其後續減速難度相對降低很多，引力大小不同的大型天體(ti) 間的表麵著陸物理要求和著陸原理是相同的，所以，原則隻要進行相關(guan) 參數調整就行（當然，實際遠不是這麽(me) 簡單，會(hui) 有許多細節調整，但大方向是這樣）。所以火星引力大並不是主要難度（如果是上升反回，大引力將是主要難度）。

3.3. 真正的技術難度，其實在月球軟著陸就反應出來了，攻克月球著陸技術難關(guan) 後，火星剩下的主要難度隻是通訊距離，（一般的，著陸全過程是自主的，地麵通訊更多是監控全過程）。

嫦娥3號的在月球表麵成功軟著陸，標致中國深空探索一項關(guan) 鍵技術難點已被攻克

4.下麵回到關(guan) 鍵點：在較大的地外行星上著陸技術難度在哪裏

4.1.在外太空軟著陸方麵目前實力最強的是美國，前蘇聯，中國。

除了這三個(ge) 國家，還沒有哪個(ge) 其它國家在月球或別的星球上著陸成功。

月球軟著陸是一項難度較高的技術。

前蘇聯登月12次失敗後才著陸成功，美國在早期登月時也是三次失敗後才成功。

2019年，印度和以色列都嚐試過月球軟著陸，結果都以失敗告終。

中國火星探測車（參考圖）

4.2.地外較大行星軟著陸技術難度在哪裏（對以自主著陸為(wei) 主的地外著陸來說，距離遠近不是主要因素）。

從(cong) 月球著陸開始了解，最容易理解這一過程。

月球著陸大致分為(wei) 6個(ge) 階段：自主減速階段，快速調整階段，接近月麵階段，懸停階段，選擇著陸點階段，最後著陸階段。其全過程用時10分鍾左右。

月球上空沒有空氣，但是月球也有比較大的引力（相對小行星）。因此，月球著陸難度，理論上不低於(yu) 火星著陸，這裏忽略火星遠距離通訊這一難點（因為(wei) 著陸以自主為(wei) 主，當然監

控也很關(guan) 鍵），火星雖引力大，但是有一定的大氣，在充分利用大氣減速，和降落傘(san) 減速後（這種減速方式，人類在地球上已有許多成熟經驗，由於(yu) 地球引力大於(yu) 火星（飛行器初速更快），地球大氣密度遠高於(yu) 火星（阻力和發熱更劇烈），所以在利用大氣減速火降落傘(san) 減速方麵，在地球上的難度要遠高於(yu) 在火星上的難度），這讓後續的火箭製動減速工作量大大減

少，至於(yu) 因大氣摩擦帶來的黑障和高溫，人類在地球上已有千百次經驗了。

一般的：降落傘(san) 減速的控製技術和控製難度和火箭製動減速是遠不在一個(ge) 級別上的，它遠比火箭製動減速技術難度低。

4.3. 到火箭發動機接著減速時，探測器速度經過較長時間的大氣摩擦減速，較長時間降落傘(san) 的降速，其速度已遠比環繞速度小，此時火箭製動對飛行器的平衡控製，姿態控製難度要遠小於(yu) 月球著陸時的直接火箭製動減速。

當然，月球著陸，由於(yu) 月球引力小，繞月速度稍低，同時，月球離地球近，可帶燃料多，可較長距離減速，但即便這樣，它遠比降落傘(san) 減速要暴力，飛行器的平衡控製難度大。

4.4. 以嫦娥3號為(wei) 例，嫦娥3號從(cong) 距著陸點600公裏的距離（著陸軌跡距離），開始製動減速，曆經15分鍾，到最後完美著陸月球。幾乎完全是自主完成。尤其是到最後階段，地麵幹預根本沒有時間。

月球離地球近，是人類進行深空探索的最好練兵地，許多深空探索必須技術可通過月球進行預先實驗

火星上雖然更遠，但是對於(yu) 全自主著陸來說，差幾秒和差幾十分鍾是一樣的，因為(wei) 此時人為(wei) 幹預已無意義(yi) 。

同時最容易出問題的也是最後的著陸階段。尤其是最後階段的姿態調整，空中懸停，著陸點的臨(lin) 時調整等等，這些幾乎全依來著陸器自身完成（沒有時間人工幹預）。這對飛行器控製技術，火箭控製技術，係統控製技術都有很高要求。而中國在僅(jin) 僅(jin) 進行的3次月球著陸過程中，就3次成功。可見中國在這方麵技術實非常過硬，紮實。

4.5. 總結上麵的內(nei) 容：月球，火星著陸分為(wei) 以下幾大過程：

4.5.1..自主減速階段，這方麵地球外太空飛行器反回技術難度最大（地球引力最大-速度快，大氣濃度大-發然劇烈，姿態控製難度最高）。

但是中，美，俄等航天大國在這方麵已有豐(feng) 富的成功經驗。

4.5.2.快速調整階段，這方麵還是地球外太空飛行器反回調整難度最大，理由同上。人類已累積豐(feng) 富經驗。

4.5.3.以下的3個(ge) 環節（下麵的3,4,5）其實理論上地球，月球，火星上的經驗沒有本質差別，主要差別是引力差別帶來的初速度差別，同時火星大氣遠比地球稀薄。但是在月球真空狀態的著陸經驗有極大的技術參考價(jia) 值。同時，著陸過程主要是自主著陸，地麵中心隻是監控。

3.接近星體(ti) 表麵的快速製動階段，

4.懸停階段，

5.選擇著陸點階段，

6.最後著陸階段

從(cong) 上麵分析可以看出，中國在地球和月球上麵的回收，著陸技術（尤其是月球真空環境下）對天問1號在火星安全著陸有根本的技術儲(chu) 備和技術支持。關(guan) 鍵是要保證其在開始著陸前和著陸過程中的數據安全，準確。

4.6.所以著陸成功真正的核心技術仍然是：精準動態測控，精準動態調整，精準姿態控製（包括空中懸停和機動），再就是地天通迅。

國家之間的航天技術實力差別主要體(ti) 現在這幾方麵（當然還有運載工具-火箭技術）。對其它沒有掌握這一係列技術的主要航天國家，可能要10年，甚至20年來跨越。

5.毅力號這次的使用20米空中吊放著陸，和天問1號在3月後的表麵近距離投放軟著陸有什麽(me) 技術差別嗎。

其實，這隻是各自選擇的著陸方式不同而已，二者本質上沒有差別。

唯一的差別就是毅力號要多帶這些設備，會(hui) 加重自身重量。

我們(men) 可以簡單想一下，將毅力號的20米吊繩縮短為(wei) 10米，技術上有區別嗎，再縮為(wei) 5米呢，再縮為(wei) 2.5米呢，其實它們(men) 在技術上是沒有多大區別的（如需空中平移，則速度方麵有區別）。

那麽(me) 縮短到小於(yu) 1米就和我們(men) 嫦娥號的軟著陸技術一模一樣(天問1號也許會(hui) 用同樣方式著陸）。

所以，這兩(liang) 種著陸方式在技術上沒有難度級別差異，隻是吊繩著陸會(hui) 多帶些設備，體(ti) 積和重量會(hui) 增加些。

但是，吊繩著陸明顯要好於(yu) 直接投放著陸：

a.不會(hui) 濺起火星表麵塵土，如反推火箭吹起的塵土對火星車的汙染。

b.火星車的著陸緩衝(chong) 減震設備要求不會(hui) 太高。

至於(yu) 選哪種，看項目的側(ce) 重點在哪裏：多帶儀(yi) 器就不能帶一大把繩子和對應的一係列設備，如側(ce) 重儀(yi) 器必需的特別要求，那就要選這種。

從(cong) 上麵的分析可以看出，天問1號和毅力號在火星軟著陸方麵，技術上是同級別的。

當然，天問1號是否會(hui) 有更高明的法寶，到時才能知道到。



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