再造火星表面：“天问一号”的战前训练场

5月15日7时18分，“天问一号”探测器稳稳着陆在火星乌托邦平原南部预选着陆区，使我国成为第二个成功着陆火星的国家。参与火星探测着陆科研的天津大学教授蒋明镜得到“天问一号”成功着陆的消息时，一挥拳头，开心地欢呼“稳了！”

火星探测可谓“步步惊心”，其中最凶险的是着陆过程。从火星大气层外缘通过软着陆的方式降落到火星表面，整个着陆过程技术十分复杂。目前，人类火星探测任务的成功率仅有五成左右，大部分失败都折戟在这一阶段。这个过程被称为探火旅程中最为凶险、最为惊心动魄的“恐怖9分钟”。蒋明镜和他的团队所做的研究就是为“天问一号”平稳度过“恐怖9分钟”护航。他们为火星探测着陆作出的显著贡献，得到了项目主管单位的充分肯定，团队被授予“火星着陆综合试验场建设突出贡献单位”称号。

蒋明镜教授的“北洋能源与环境岩土团队”承担了我国火星探测计划中的地面火星地表研制项目。“我们的主要任务可以形象地称为‘再造火星表面’，我们团队被很多网友形象地称为‘造星’团队。火星引力仅有地球的38%，空气密度仅有地球的1%，且地形地貌特殊，北半球是被熔岩填平的低原，南半球则是充满陨石坑的古老高地，南北半球之间以明显的斜坡分隔，火山地形穿插其中，着陆难度不言而喻。模拟火星地表地貌形态等环境特征，对于未来探测器在火星重力环境下成功着陆具有重要意义。”蒋明镜介绍，火星探测器的安全着陆研究须以火星土壤（简称火壤）的物理力学特性为基础，他们的研发内容主要包括：模拟地表成像区域基础场地、工作区基础场、火星地表特征、模拟火壤着陆试验床、火星表面激光和微波特征等。

“火星地表研究，是为了着落器自动降落选址；火壤承载特性研究，是为了落地后的稳定等。”蒋明镜说。

经过长达两年的艰苦钻研，蒋明镜教授带领团队在河北怀来“造星”成功：顺利建造了着陆器着陆点的典型火星地表；模拟了接近火星表面真实形态的火星地表地貌等视觉环境并满足试验器对可见光、雷达和激光的反射要求；为火星验证器携带的火星探测器设备提供类似火星的探测环境等一系列任务。并于2019年11月14日成功地进行了中国首次火星探测任务着陆器悬停避障试验。

“着陆器悬停避障是我国火星工程研制进程的重要环节，试验成功后，我们又做了模拟火星土壤承载特性、火星表面数字模拟等研究。这些研究也可以为‘祝融号’火星车开展火星探测提供支持。”蒋明镜介绍说，“我们的征程是星辰大海，‘造星’团队还在做小行星探测研究。”