2019-10-15 20:00
火星是太阳系内除地球外三大类地行星之一，也是人类最有可能登陆的第一颗地外行星，在长达59年的火星探测历程中人类实施了45次发射任务，但成功率仅为40%。探测方法由易到难依次为：飞掠探测、环绕探测、登陆探测、巡视探测，迄今为止全球200多个国家和地区只有美国一家成功在火星表面先后部署了4辆火星车。
登陆火星
发展航天事业历来有“国防、经济、科学”三大价值属性，对于我国而言现如今已有近300颗在轨运营卫星，航天产业总规模位列世界第二，在21世纪探索月球的大潮中通过5次发射任务拔得了头筹。嫦娥3/4号连续成功登陆月球正面与背面向世人展示了我国科技发展的强悍实力与全新风貌，火星也就自然进入了我们的视野。
近日，航天科技集团首次公开了我国火星一号探测器进行热真空试验画面，明年7月23日它将搭乘长征五号运载火箭发射升空开始火星之旅。
火星一号探测器
火星一号将一举拿下两项世界第一，该飞船由两大舱段组成，白色锥体结构是进入器，里面包裹着的是火星巡视着陆器，锥体下金黄色舱段则是轨道器，届时它将作为一颗环绕火星极轨轨道运行的卫星，这是世界第一次在首次自主探火任务中一次发射完成“绕、落、巡”三大任务。 6park.com
重达5吨的飞船总重量则是另外一个世界第一，这将是人类迄今为止一次向火星轨道发射的最大吨位探测器。
长征五号火箭将于年底复飞
为什么要选择跨越性如此之大的火星探测方案？主要有两点考虑，首先是基于技术实力的自信，我们已经具备与大洋彼岸旗鼓相当的火星探测工程实力。
深空航天探索必然是测控先行，最远4亿公里级的火星距离哪怕只是分秒之差也足以导致任务彻底失败，高效精准的航天器测控是确保任务成功实施的先决条件。
65米口径天马射电望远镜
在嫦娥探月工程实施阶段我们逐步建成基于喀什、佳木斯、阿根廷三大测控站覆盖全球的深空测控网，加上国内已经拥有的VLBI天文观测网，二者相互支撑的测控距离已经可以触达太阳系边缘，服务火星探测自然是不在话下。
现如今我国是全球唯一拥有联合国产业分类目录中所有工业门类的国家，这就为我们实施一系列高难度工程提供了一切可能。
火星环境不同于月球，前者有着更为复杂的昼夜温差条件，玉兔一号、二号月球车使用的传统隔热材料无法应用于火星环境，航天科工集团306所仅用四个月时间就研制出了超低密度的纳米气凝胶隔热材料，有力支持了火星一号飞船巡视器的研制工作。
火星一号巡视器
嫦娥探月工程攻克的一系列分系统也将大量应用于火星一号飞船，在长达7个月的漫长地火转移轨道段提供动力的主发动机与嫦娥五号上升器用发动机同为3000N推力。
火星一号着陆器使用的7500N变推力发动机更是嫦娥三号/四号任务十年磨一剑的金牌发动机，在两次落月任务中该型发动机比冲有了明显提高，为适应火星着陆任务该型发动机又进行了适应性改进，今年五月航天科技集团六院101所7500N变推力发动机大喷管状态可靠性试车也取得了圆满成功。
火星一号着陆器7500N变推力发动机
明年是火星大年，除了火星一号还有美国的“火星车2020”，以及俄欧联合研制的ExoMars2020火星探测器，欧空局与俄罗斯是两家有着丰富火星任务经验的航天实体，但他们都不具备独立登陆火星能力，所以两家寄希望于合作登火。
探测器登陆火星需要经过气动减速、降落伞减速、动力减速、缓冲着陆四个阶段，任何一个环节出现失误都将导致登陆任务彻底失败，其中降落伞减速段是风险最高阶段，而俄欧联合研制的ExoMars2020火星探测器在今年的降落伞测试中就接连遭遇两次失败，严重迟滞了项目进度，也为任务实施蒙上了一层阴影。
火星大气降落伞
反观我国火星一号降落伞装置则在一年多前就已经完成研制测试工作，为了复现火星气动环境，我们使用天鹰系列探空火箭连续多次将火星一号降落伞装置发射至5万米左右高空进行开伞测试，超音速激波风洞也有效支持了降落伞装置的研制工作。
深空测控、变推力发动机、火星大气减速伞等一系列关键技术的突破就是我们敢于走跨越式火星探测路线的根本原因，所谓事半功倍也就是如此。
火星一号轨道器
还有一个原因就是节省成本，发展航天事业最终是要为人类解放生产力服务，应用卫星领域始终是我国航天事业主轴，在此基础上进行航天科学探索要量力而行，天宫空间站、嫦娥探月工程、载人登月工程个个都是战略级大项目，处处都需要钱，仅嫦娥探月工程就需投资100亿人民币。
百亿人民币打造嫦娥探月（图为嫦娥五号）
火星一号按照国际探火惯例完全可以分两次发射，但那样一来成本就势必攀高。早在十年前嫦娥二号绕月卫星还没有发射时科学家们就在争取火星项目，我们一次又一次错过2012、2014、2016、2018四次火星发射窗口的核心原因也是“钱”。
之所以能够成功争取火星一号项目也得益于方案设计的经济性，还是航天系统那句老话“用最少钱办成最大事”，这件大事就是前人从未有过的实践：第一次自主探火就实现“绕落巡三步走”。
高效吸能合金打造的嫦娥四号着陆机构
嫦娥探月、天宫空间站、火星探测，并行实施三大航天探索工程也反映出我国国力的今非昔比，以火星一号着陆器缓冲元件为例，它由中科院固体所为嫦娥三号着陆缓冲机构研制的高效吸能合金制作而成，仅在方案阶段研制任务中就生产了600套进行试验，对于一般国家来说仅此一项都是难以承受之重。
火星上空的天外来客
2021年4月23日火星天空将有一颗火流星划破天际，它就是时速高达1.7万公里的火星一号飞船，当它缓缓着陆火星表面的那一刻将是中华五百年未有之变局在另一颗星球上书写的最浓墨重彩的一笔。
月球
天眼
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