前幾天“天問一號”在距離火星約220萬千米處獲得了第一幅火星標(biāo)準(zhǔn)照，一直習(xí)慣了NASA發(fā)布的火星照片，第一次看到CNSA發(fā)布的火星照，心情實在有些激動！
CNSA的第一張火星照
“天問一號”相對火星速度為2.45千米/秒，預(yù)計將于2月10日減速進(jìn)入火星軌道，即將成為中國第一顆圍繞火星軌道的探測器，并且將于3個月的5月份正式登陸火星?？v觀中國火星探測史，可說是完全的逆襲，當(dāng)年寄人籬下最后還被甩下太平洋，后又被印度搶占先機(jī)歷歷在目！
盡管“天問一號”看起來像是第一個火星探測器，但我們必須要緬懷一下中國真正第一個火星探測器“螢火一號”，它未能到達(dá)火星，甚至還沒有飛出地球近地軌道就折戟太平洋，只是非我們之錯！
2007年3月，中俄達(dá)成了聯(lián)合探測火星和火衛(wèi)一的相關(guān)協(xié)議，中國研制探測器搭載在俄羅斯“福布斯-土壤”號火星探測器上，原計劃將于2012年5~6月份進(jìn)入火星軌道釋放螢火一號探測器，然后“福布斯-土壤”號探測器在火衛(wèi)一赤道地區(qū)著陸，然后采集200克樣品后返回地球在哈薩克斯坦境內(nèi)著陸。
當(dāng)年選擇和俄羅斯合作也是無奈之舉，首先我們沒有合適的大推力火箭，不過后來被印度人給克服了，他們的操作仍然讓大家目瞪口呆。其次是也沒有足夠大口徑的深空測控天線以及全球性深空測控網(wǎng)。
大推力火箭的重要性
要從地球向火星發(fā)射探測器，必須具有地球軌道上逃逸的能力，但仍然沒有達(dá)到太陽系逃逸速度，因此這個速度至少會在11.2千米以上，另一個必須要注意的是火星和地球在不同軌道上運(yùn)行，由于存在速度差，每隔兩年才會靠近一次！
因此必須選擇在火星即將于地球靠近時發(fā)射，那樣才會在火星經(jīng)過近地點后和探測器相會。所以火星探測是有窗口的，2年一次，窗口期大約一個月左右，所以火星探測就會扎堆發(fā)射。
全球測控網(wǎng)的重要性
火星距離地球最近5500萬千米左右，最遠(yuǎn)大約在4億千米，如此遙遠(yuǎn)距離，測控天線功率必須足夠大才能收到探測器返回的信號，并且向其發(fā)射測控信號。
另一個全球測控的原因是地球在自轉(zhuǎn)，如果要隨時和探測器保持聯(lián)系，那么在地球上必須有120度分布的測控天線，否則就要等地球自轉(zhuǎn)到對著火星時才能再次測控，時效性就差了！我國當(dāng)時還未能達(dá)到深空全球測控的程度。
NASA的深空測控網(wǎng)
被俄羅探測器帶到了溝里
出于這些原因，所以才選擇和俄羅斯合作，但未曾料到的是2011年11月8日天頂-2SB運(yùn)載火箭將“螢火一號”和“福布斯-土壤”綜合體送入軌道后，在變軌轉(zhuǎn)向地火轉(zhuǎn)移軌道時點火失敗，據(jù)俄羅斯航天局調(diào)查認(rèn)為是芯片遭受輻射重啟，導(dǎo)致點火失??！
但此時仍可以聯(lián)系探測器并嘗試第二次點火，很可惜仍然未能成功，而由于軌道近地點的衰減，未能在墜毀前變軌成功，最終探測器無法完成軌道轉(zhuǎn)移，于2012年1月15日17時45分墜于太平洋海域。
這印度空間研究組織（ISRO）在2013年11月5日發(fā)射的火星環(huán)繞探測器，2014年9月24日成功進(jìn)入火星軌道，總質(zhì)量為1.35噸（燃料占了852千克，其它是結(jié)構(gòu)與測控通信系統(tǒng)重量），運(yùn)載火箭是 PSLV-XL C25極軌衛(wèi)星運(yùn)載火箭，它的近地軌道載荷為3.8噸，這個指標(biāo)只有中國當(dāng)時的長征系列火箭的1/2~1/3。
比如2003年10月15日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射神舟五號的長征2號F，近地軌道運(yùn)載能力為8.6噸，2013年同期發(fā)射嫦娥三號的長征三號乙改進(jìn)Ⅲ型，近地軌道運(yùn)載能力為11.2噸，基本上甩印度運(yùn)載火箭幾條大街。
但曼加里曼成功了，走的是非同尋常之路，首先曼加里安探測器載荷極低，只有15千克，另外一個就是它從2013年11月5日發(fā)射，到2013年11月30日正式進(jìn)入前往火星的霍曼轉(zhuǎn)移軌道，整整用了將近25天的時間，為什么會那么久？
地心相
推力不夠，繞圈圈來湊，這是低成本探測火星的選項之一，簡單的說就是將探測器送到一個近地橢圓軌道上，然后探測器每次都在近地點點火加速，讓探測器的軌道頂點逐漸拉高，最終夠著火星，這種方式很節(jié)省燃料，但時間浪費(fèi)很多！
日心相
所以執(zhí)行這樣的任務(wù)，發(fā)射窗口必須提早，如果等大家直達(dá)火星軌道的時間窗口內(nèi)，那么必定將會錯過火星交匯的時間，比如曼加里安探測器是2013年11月5日發(fā)射，到2014年9月24日才到達(dá)，這就是原因。
曼加里安發(fā)射大事記
英雄不問出處，曼加里安就是成功了，我們不否認(rèn)ISRO的策略的明智，不過我們也注意到了NASA的聲明“U.S., India to Collaborate on Mars Exploration, Earth-Observing Mission”，NASA將為ISRO（印度空間研究組織）提供深空測控支持，當(dāng)然這得花錢，但問題是即使咱給錢，NASA也不會將測控設(shè)施給我們使用。
NASA和ISRO簽署合作協(xié)議
天問一號，高端大氣上檔次繞落巡
相信很多朋友都很嫌棄曼加里安探測器，種花家說句公道話，15千克也能裝不少裝備，比如搭載的來曼阿爾法光度計(LAP，1.97千克)、火星甲烷探測器(MSM，2.94千克)、火星外大氣層中性粒子質(zhì)譜儀(MENCA，3.56千克)、彩色相機(jī)(MCC，1.27千克)、熱紅外譜儀(TIS，3.2千克)，這些設(shè)備還是能干不少事情的。
天問一號就不會那么寒酸了，它的任務(wù)是繞落巡，首次進(jìn)入火星軌道就執(zhí)行降落于巡視任務(wù)，這在火星探測史上是絕無僅有的，因為登陸火星的難度極大！天問一號由三大部分組成，分別是火星環(huán)繞探測器、著陸器和巡視車。
2月10日剎車進(jìn)入火星軌道后，組合體將會在火星軌道上運(yùn)行三個月左右，主要是對火星展開探測并繪制精確的地圖，然后重點對烏托邦平原內(nèi)展開地形調(diào)查，為3個月后著陸器分離準(zhǔn)備地形資料，當(dāng)然也為火星車巡視準(zhǔn)備探查路線。
著陸器脫離探測器后將會進(jìn)入火星大氣層（火星有一個稀薄的含二氧化碳大氣層），會經(jīng)歷熱障，需要在超音速條件下開減速傘，還有反推火箭打開懸停選擇著陸地，最后著陸火星，這就是所謂的恐怖7分鐘，由于地球和火星到時候?qū)⑾喔?.9億千米，所以通信不僅延遲，有可能還需要環(huán)繞探測器中轉(zhuǎn)，所以將遠(yuǎn)比月球登陸難！
在去年7月份出發(fā)的探測器中還有阿聯(lián)酋的希望號，它于2月9日凌晨開啟減速，即將進(jìn)入火星軌道，另外還有美國火星探測器MARS 2020（毅力號），預(yù)計將于9天后直接登陸火星，美國已經(jīng)有極其詳細(xì)的火星資料，而且也有探測器環(huán)繞火星，所以它的目的很明確，直接登陸！
中國行星探測器任務(wù)
對于中國人來說，啥都需要自己建，不過從“螢火一號”以后，CNSA也早已決定獨立自主發(fā)展自己的深空探測事業(yè)，并且天問系列探測器，目標(biāo)是太陽系行星探測！2020年4月24日，中國國家航天局宣布，將中國行星探測任務(wù)命名為“天問”，將中國第二次火星探測任務(wù)命名為“天問一號”。
現(xiàn)有的探測計劃中的天問一號（包含繞、落、巡三合一任務(wù)），已經(jīng)于2020年7月23日12時41分發(fā)射，預(yù)計于2021年2月10日減速進(jìn)入火星軌道，天問二號（執(zhí)行采樣返回任務(wù)），將于2028年~2030年發(fā)射。
另外還有木星探測任務(wù)，預(yù)計將在2030年以后進(jìn)行，總的來說天問系列將會拉開波瀾壯闊的太陽系探測計劃，在中華民族即將開啟深空之路！
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