2020年7月23日,搭载“天问一号”探测器的“长征五号”火箭在海南文昌发射场发射。这是“长征五号”火箭第4次成功发射,也是长征系列运载火箭第219次发射成功。 近年来,我国的火箭发射活动数量大、有效载荷高、成功率高,为火星探测器任务奠定了坚实的基础。从火箭发射数据来看,过去两年,我国每年火箭发射数量保持在40次左右,与美国基本持平。每年都在进行大量大型遥感卫星、北斗导航卫星、气象卫星、农业普查卫星等空间基础设施建设。可以说,中国航天工业经过几十年的技术发展,运载火箭技术和卫星轨道控制技术已经很成熟。 在中国国家航空航天局的任务中,“嫦娥探月”工程是深空探测的先驱项目,为火星探测铺平了道路。从2007年发射“嫦娥一号”到2020年完成“嫦娥五号”月球土壤返回任务,13年来,中国航天器深空轨道控制和可操作性得到了良好的测试。通过将“嫦娥”项目获得的姿态和轨道控制经验应用到火星探测器任务中,可以想象,火星探测器轨道控制不是中国航天的主要挑战。在2020年和2021年“天问一号”的几次轨道调整中,我们可以看到探测器的每一次轨道机动都是准确的。 由于轨道精度高,原定于2021年2月12日进行的轨道中途修正甚至被取消了。2月15日,对轨道进行了直接调整,在远地点进行了90度直角转弯,从围绕火星的水平轨道转向垂直轨道,探测器进入火星极地轨道,以实现对火星表面的最佳轨道覆盖。事实上,作为整个探测器行程中相对简单的一部分,冷战后,除美国和俄罗斯外的许多国家也试图向火星发射轨道器,包括几架欧洲航天局的探测器,印度“曼加里安号”、阿联酋“希望号”都成功地与国际深空探测网合作,为人类探索火星做出了重要贡献。 探测器着陆 与绕火星轨道运行相比,火星任务最具挑战性的方面是探测器的软着陆。火星探测器的着陆过程被称为“恐怖九分钟”,在某些情况下,它也被称为“黑色七分钟”。这个过程通常被称为EDL,是进入、下降和着陆的英文首字母,而整个过程需要依靠着陆器的自主控制。在人类历史上,火星软着陆任务的成功率不到一半。