从成功着陆到开始巡视探测祝融号火星车都经历了什么

作者：授权

2021-05-23

独家记录丨“祝融”来到火星的170小时

5月22日，祝融号火星车又有新动态。

国家航天局消息，根据遥测数据判断，22日上午10点40分，“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。从5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星，到今天它驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。这期间经历了170个小时，我们的记者也独家记录了“祝融号”这段不寻常的火星之旅。

2021年5月15日

北京航天飞行控制中心

中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥：

目前状态一切良好。

记者：

今天是从几点钟开始这个动作的？

中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥：

(凌晨)1点钟。

记者：

现在到了一个什么样的阶段？

中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥：

现在快进入到最后的，生死攸关的9分钟。

航天科技集团五院天问一号探测器总指挥总设计师顾问叶培建：

下降段有个9分钟的时间，这个9分钟的动作，非常之密集。最主要的有降落伞展开、抛大底、着陆腿要展开。这9分钟完全是自主在做的，而且动作量很大，每一个动作都是一连串做好的，任何一个动作做不好就不行了。

记者：

我们一起来等待。

航天科技集团五院天问一号探测器总指挥总设计师顾问叶培建：

对，但是现在还不能说最后。还得等待，还有大概20分钟左右就可以知道了。

“根据遥测判断，着陆巡视器转入无控模式。”

记者：

刚才的信息意味着什么？

航天科技集团五院天问一号探测器总指挥总设计师顾问叶培建：

意味着我们着陆成功了，我们火星第一次任务就要去探火星、绕火星探测、又要着陆，这是个创新。全世界还没有一个国家一次任务完成这两步的，我们一次就完成了。

2021年5月20日

中国空间技术研究院火星模拟试验场

记者：

这个是火星车的一个试验场，在这里今天有一项非常重要的试验，大家看到的就是我们和火星上一模一样的祝融号火星车。接下来要把火星车吊起来，吊到着陆平台上。让它走一遍，来试一试，也是为了接下来火星车能够顺利地从着陆平台走下来。

航天科技集团五院总装与环境工程部力学试验控制副主任工程师王婉秋：

这个就是我们的低重力环境模拟，它是一个很关键的实验设备，虽然你看起来它很简单，感觉像是一个吊车，然后就是一根锁吊下来，但实际上它承担了一个非常重要的任务，并且它的技术非常复杂。就是因为在火星上它的重力是地球的3/8，所以在地面上做实验的时候，我们一定要去补偿它部分的重力。

火星与月球的重力都要比地球小，通过19日公布的天问一号拍摄的火星照片，实验人员模拟出了祝融号火星车着陆时真实的火星环境。这次模拟实验，就是提前为2天后火星车驶离着陆平台做技术验证。

航天科技集团五院“天问一号”探测器系统副总设计师贾阳：

现在咱们祝融火星车在火星的一个表面也是处于这样的一个状态，场地里的相关石块，地形的平整性都按照天上照片提供的一个信息做了模拟，然后一会看我们这个车驶离下来是正常的，这样我们就认为这个指令是正确的。

记者：

在现场我们可以看到祝融号火星车正在缓缓地开始准备驶离着陆平台，现在轮子已经下来了，已经走下来了。从着陆平台走下来的那一天，整个的这样一个过程应该是和它完全一致的，下降的过程大概是425秒。现在我们可以看到6个轮进行全部着地了，可以说今天模拟的火星这样的一个状态是也蛮成功的。

航天科技集团五院“天问一号”探测器系统副总设计师贾阳：

对，然后我们就把指令送到天上去。一样的指令，走的时间，控制的模式，轮子的速度都是按照指令速度来。

2021年5月22日

北京航天飞行控制中心

记者：

我们听到现场响起了热烈的掌声，从屏幕上显示的这个后避障相机拍摄的影像可以清楚地看到，祝融号火星车已经成功驶离了着陆平台，踏上了红色的星球——火星。

航天科技集团五院天问一号探测器总指挥总设计师顾问叶培建：

全世界能够做到绕落巡一次完成的，就是我们，能够在火星上活得好好的，又能开展工作的，我们是第二个(国家)，我们还有差距，我们还要努力。

记者：

今天对于祝融号火星车来说，您又是它的设计师，您给它打多少分？

航天科技集团五院“天问一号”探测器系统副总设计师贾阳：

到现在还是一百分，后面根据情况再说。

记者：

今天标志性的意义在于哪？

航天科技集团五院“天问一号”探测器系统副总设计师贾阳：

中国是唯一同时开展着月球巡视探测和火星巡视探测的，今天我见证了咱们国家航天技术发展的这种快速的势头。

中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥：

今天是5月22日，为了纪念今天这个特殊的日子，所以我们在火星上的第一步就迈出了0.522米，踏上了我们期待已久的新奇又很陌生的火星大地。尽管只移动了0.522米，但标志着我们绕、着、巡工程的目标，应该说是圆满达成。

记者：

现在祝融号火星车已经成功地驶向了红色的星球，张总接受完采访之后，现场那些科技人员是响起了热烈的掌声，我觉得这个掌声不仅仅是给这个工程，给张总，更是给我们所有的航天人。

目前

“祝融号”火星车已经平安踏上了火星表面

后续将正式开始巡视勘察工作

“祝融号”还需克服哪些挑战呢？

距离远光照弱通信时长有限

获取的所有数据，将通过承担中继通信功能的环绕器回传至飞行控制中心。但受到距离和光照等因素影响，环绕器每天只有1小时左右时间与地球进行通信。这也是火星探测任务的难点之一。

不同于地球与月球间通信，由于距离较近，所以数据回传的时延很短。而目前火星与地球之间的距离超过3.2亿公里，因此祝融号火星车获得的探测数据所需要回传时间也更长，仅单程就将近20分钟。

航天科技集团八院天问一号探测器副总指挥张玉花：

距离的话带来了我们测控的码速率的问题，带来了我们控制及时性的时延的问题。我们嫦娥五号的轨道器，对地球就是有兆bps的数据率了。但是我们现在火星上就是要2.5米的大天线，才能实现16384bps(相当于16Kbps)的一个通讯数据率

除了距离带来的时延问题，祝融号火星车自身有限的电量也是传送数据的限制条件之一。

航天科技集团八院天问一号探测器副总指挥张玉花：

我们离地球近的时候，我们太阳光强大概每平方米有1350瓦，现在火星离太阳的距离大概也就600瓦以下了，功率也比较少。然后火星车在上面的话，它也不可能带太大的(太阳能)帆板，所以火星车能跟环绕器中继通信的时间也不能超过一小时，这个时间每天也比较短。

环绕器推进剂余量充足后续任务有保障

总重量达到5吨的天问一号火星探测器中，体积最大的是环绕器，它所携带的推进剂自然也是最多的。据了解，经过了近10个月的飞行，环绕器状态很好，推进剂余量也很充足，这也为后续火星探测任务奠定了基础。

自去年7月23日，由长征五号火箭成功发射以来，天问一号探测器完成了地火转移、中途轨道修正、深空机动、近火制动和软着陆等多个重要节点，截至目前每一个环节都顺利完成，这也让环绕器比预期节省了部分推进剂。

航天科技集团八院天问一号探测器副总指挥张玉花：

我们目前余量还比较大，主要原因就是我们这一次发射非常得准，发射的精度挺好，将近200公斤用于入轨偏差修正的推进剂全省下来了，所以这一次我们在轨道拉起的过程，就得到一个更好的中继轨道。

在完成3个月的中继通信任务后，后续环绕器还将再次调整轨道，从目前约8小时环绕一周火星，调整为7.8小时，之后开展为期一个火星年的火星环绕探测。在充足推进剂的保障下，预计可以获取更为丰富的科学探测数据。

航天科技集团八院天问一号探测器副总指挥张玉花：

我们这次的话应该来说比我们的嫦娥一号、二号有效载荷上考虑的更多，我们的环绕器上有一百二十几公斤的有效载荷，高分相机和中分相机，它的分辨率都是非常高的。

张玉花表示，目前天问一号任务中所使用和验证的技术，为后续我国火星采样返回任务如何实施，也提供了有效支持。

航天科技集团八院天问一号探测器副总指挥张玉花：

如果要采样回，那难度就更大一些，因为火星这次采样回肯定也要落下去，还要从火面起飞，火星轨道到底是采用交会对接的方式把样品转移回来，还是直接的方式，我们现在都在论证当中。

高能效电池板为火星车提供充沛能量

天问一号在5月15日成功着陆火星表面，接下来，祝融号火星车将开启火星探测任务。在深空探测任务中，航天器唯一的能量来源就是太阳的能量。在祝融号火星车上，有四块长得像蝴蝶翅膀一样的太阳翼，它是为天问一号任务而特别定制的。

祝融号火星车的动力来源，主要依靠自身携带的太阳能电池，它通过吸收阳光产生电能来维持火星车设备的正常运转。负责吸收阳光的太阳能电池，都要经过专业测试，来确保每一块电池板都具备非常高的稳定性和精确性。

航天科技集团八院天问一号探测器主管设计师王文强：

这个是我们的太阳能电池的一个测试的房间，太阳能电池是在这里完成单片的一些测试工作。

火星距离地球最远距离有4亿公里，在现有最大运载能力一定的前提下，为了搭载更多的探测设备，减轻重量就变得尤为重要。

航天科技集团八院天问一号探测器主管设计师王文强：

火星车由于主要是距离太远了，因此它的重量约束非常的严格。我们火星车的太阳电池一共用了1000多片太阳能电池片，相对来说面积是比较小的，只有大概4个平方米左右。我们需要把不同的电池片连接在一起，形成一条进行输出，那么这个时候我们就对每一片太阳电池的一些性能就有一个要求，就是这一条太阳电池的性能要基本均一。如果有一片，它的性能差异比较大的时候，它就影响整一条的输出。

火星与月球不同，火星有着更恶劣的自然环境，时常出现的沙尘暴、高达100多度的昼夜温差，再加上更短的日照，让火星车对太阳能电池片的要求变得极为苛刻。

航天科技集团八院天问一号探测器主管设计师王文强：

光源产生之后，它对太阳电池片进行测试。您现在看到的每一个它的测试曲线都接近于我们教科书一样的曲线，这个要求是非常高的，说明了我们太阳电池的生产质量，它控制非常好，稳定性非常高。