7月17日在中國文昌航天發(fā)射場拍攝的長征五號遙四運(yùn)載火箭,。張高翔攝（新華社發(fā)）

　　踏上“天問”之旅,，中國人與火星的距離從未如此之近。

　　隨著火星探測序幕拉開,，“天問一號”將通過一次發(fā)射任務(wù),，實(shí)現(xiàn)對火星“環(huán)繞、著陸,、巡視”三大目標(biāo),，獲取火星探測科學(xué)數(shù)據(jù),，邁出我國行星探測的第一步。

　　發(fā)射窗口開啟 跨越億萬千米的星球“探險(xiǎn)”

　　由于火星距離地球遙遠(yuǎn),，因此探測火星需要選擇其與地球距離較近的時(shí)機(jī),，這樣的機(jī)會(huì)每隔26個(gè)月才有一次，而今年7月到8月正是火星探測器發(fā)射的窗口期,。

　　從7月23日開始,，地球和火星的距離將縮短到1億千米以內(nèi)。發(fā)射時(shí)間確定后,，長征五號遙四運(yùn)載火箭將把火星探測器發(fā)射至地火轉(zhuǎn)移軌道,，此后在地面測控系統(tǒng)的支持下進(jìn)入環(huán)火橢圓軌道，運(yùn)行到選定的進(jìn)入窗口,。隨后,，探測器將進(jìn)行降軌控制，釋放著陸巡視器組合體,。著陸巡視器組合體成功軟著陸后,，火星車將與著陸平臺(tái)分離，開展區(qū)域巡視探測和相關(guān)工程實(shí)踐活動(dòng),。環(huán)繞器將為火星車提供中繼通信鏈路,，并開展環(huán)繞科學(xué)探測。

　　這段看似簡單的旅程,，實(shí)際上充滿著挑戰(zhàn)和兇險(xiǎn),。相比登月所跨越的38萬千米，地球到火星幾千萬千米的距離,，對飛行器的測控通信是一項(xiàng)巨大的考驗(yàn),。火星探測器發(fā)射升空以后,，將“趕路”7到8個(gè)月的時(shí)間,，預(yù)計(jì)在明年2月到達(dá)火星的引力勢場以內(nèi)，然后再經(jīng)過火星的捕獲,，才能到達(dá)火星,。

　　今年10月14日前后，火星與地球之間的距離將縮短到6200萬千米,，是兩者相對最接近的時(shí)候,。此時(shí)，火星,、地球,、太陽將在太空中排成一條直線，形成天文學(xué)上的“火星沖日”。這一天是從地球上觀測火星的最佳時(shí)機(jī),。屆時(shí),，當(dāng)我們從地球“遙望”火星時(shí)，“天問一號”也將在奔向火星的路上,。

　　“胖五”創(chuàng)造歷史 運(yùn)載火箭拓寬中國航天舞臺(tái)

　　運(yùn)載火箭的能力有多大,，中國航天的舞臺(tái)就有多大。承載此次“天問一號”發(fā)射任務(wù)的長征五號遙四運(yùn)載火箭,，將創(chuàng)造中國航天的新歷史,。

　　——這是長征五號火箭的第一次工程應(yīng)用性任務(wù)，標(biāo)志著長征五號火箭已經(jīng)具備執(zhí)行國家重大航天工程任務(wù)的條件,，承載起中國人探索行星的發(fā)射使命,。

　　——為擺脫地球引力，火星探測器需要加速到超過第二宇宙速度（11.2千米/秒）,，從而去往火星。我國目前的運(yùn)載火箭中,，只有長征五號具備這一能力,。如果發(fā)射成功，這將是我國運(yùn)載火箭飛出的最快速度,，也會(huì)是我國運(yùn)載火箭首次執(zhí)行地火轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射任務(wù),。

　　——作為我國發(fā)射的重量最重的深空探測器，火星探測器的重量達(dá)到5噸,。在全世界范圍內(nèi),，這一重量的火星探測器也是屈指可數(shù)，對運(yùn)載火箭能力提出了極高要求,。作為我國推力最大的新一代運(yùn)載火箭,，長征五號起飛推力超過1000噸，運(yùn)載能力接近25噸,，使我國現(xiàn)役火箭的運(yùn)載能力提升了2.5倍,。不同于目前常規(guī)火箭使用的化學(xué)燃料，長征五號的燃料大部分是-183℃的液氧和-253℃的液氫,，被稱為“冰箭”,。與此同時(shí)，長征五號大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)和液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)均為全新研制,，120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)的推力是目前中國火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中推力最大的,。

　　——除此以外，長征五號火箭采用的5米大直徑箭體結(jié)構(gòu),、全新活動(dòng)發(fā)射平臺(tái),、三型高性能環(huán)保型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等大量新技術(shù)，技術(shù)跨度大,、研制難度高,，代表了我國運(yùn)載火箭技術(shù)創(chuàng)新的最高水平,。

　　從1986年啟動(dòng)設(shè)計(jì)論證，到2006年正式立項(xiàng),，再到2016年首飛成功,，長征五號從無到有、進(jìn)入世界主流火箭陣營,，見證了中國航天人十年鑄一“箭”的艱辛探索,。

　　從2017年長征五號遙二任務(wù)發(fā)射失利，到2019年遙三火箭重整行囊,、圓滿回歸,，再到今年長征五號B遙一首飛成功、遙四火箭蓄勢待發(fā),，中國大火箭正在走向世界航天舞臺(tái)的中央,。

　　活動(dòng)發(fā)射平臺(tái) 大火箭升空“穩(wěn)穩(wěn)的”

　　隨著長征五號遙四火箭靜待發(fā)射，有“大火箭”座駕之稱的活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)吸引了不少目光,。據(jù)了解,，這套活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)是我國規(guī)模最大、承載能力最強(qiáng),、系統(tǒng)最復(fù)雜,、技術(shù)最先進(jìn)的發(fā)射平臺(tái)。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)結(jié)束之時(shí),，活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)將把大火箭穩(wěn)穩(wěn)地送上太空,。

　　我國現(xiàn)役的各型號發(fā)射平臺(tái)的規(guī)模是根據(jù)現(xiàn)役運(yùn)載火箭的實(shí)際情況研制的。其中,，承載此次發(fā)射任務(wù)的“大火箭”活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)是由航天科技集團(tuán)中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院最新研制的,。活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)高近70米,，相當(dāng)于24層樓的高度,；臺(tái)體的上表面面積達(dá)600多平方米，相當(dāng)于一個(gè)半籃球場,，整個(gè)平臺(tái)自重近2000噸,。

　　與以往的發(fā)射平臺(tái)相比，“大火箭”發(fā)射平臺(tái)還少了供電車輛,。發(fā)射平臺(tái)上集成了原來發(fā)射塔上的上百臺(tái)地面設(shè)備,，火箭的總裝、測試,、跟地面設(shè)備的接口關(guān)系,，都可以在技術(shù)廠房完成。這樣在運(yùn)輸過程中就能夠保持接口不變、狀態(tài)不變,，可以直接運(yùn)輸?shù)焦潭ㄋ?。科研人員的目標(biāo)是三四天就完成發(fā)射準(zhǔn)備工作,，火箭在發(fā)射塔的準(zhǔn)備流程可以成倍縮短,。

　　在“大火箭”活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的上表面，有12根柱子一樣的支撐裝置,，這是火箭在發(fā)射臺(tái)上的“座椅”,，研制人員用了3年多的時(shí)間開發(fā)出了“十二點(diǎn)調(diào)平技術(shù)”，讓火箭可以“坐”得又直又穩(wěn),，這不僅讓火箭受力較好,，而且有利于火箭的瞄準(zhǔn)、發(fā)射,。

　　“大火箭”活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)上,，像這樣的新技術(shù)還有十幾項(xiàng)，它們都是確?；鸺踩?、穩(wěn)妥、可靠的基石,。正是這些先進(jìn)的技術(shù)，才讓“大火箭”活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的先進(jìn)性遙遙領(lǐng)先于國內(nèi)已有的發(fā)射平臺(tái),。

　　飛控測控升級 “探火”全程有保障

　　在中國首次火星探測任務(wù)中,，北京飛控中心將擔(dān)任指揮決策中心、控制計(jì)算中心,、數(shù)據(jù)處理中心,、信息交換中心和飛行器長期管理中心。作為任務(wù)飛行控制中心,，北京飛控中心還承擔(dān)著地火轉(zhuǎn)移軌道控制,、火星環(huán)繞捕獲控制、火面遙操作控制和環(huán)繞器運(yùn)行管理等任務(wù),。

　　據(jù)介紹,，此次任務(wù)將全面采用新一代飛控軟硬件系統(tǒng)。首次火星探測任務(wù)相對載人航天和月球探測任務(wù),，具有航天器平臺(tái)新,、探測領(lǐng)域新、實(shí)施周期長,、測控模式復(fù)雜,、軌道控制要求高以及應(yīng)急處置難度大等特點(diǎn)難點(diǎn)。為此，北京中心科研人員近期開展了多次可靠性測試,、壓力測試和穩(wěn)定性測試,，完成了軟件第三方評測，并通過各項(xiàng)聯(lián)調(diào)演練,，全面,、系統(tǒng)地檢驗(yàn)了新一代軟件系統(tǒng)以及國產(chǎn)化硬件平臺(tái)的功能性能和協(xié)同工作的匹配性，為任務(wù)圓滿完成打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。

　　“天問一號”火星探測器進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道后,，西安衛(wèi)星測控中心喀什深空站、佳木斯深空站將為其提供全程測控支持,?；鹦翘綔y器最遠(yuǎn)探測距離近4億千米，地火轉(zhuǎn)移時(shí)間近7個(gè)月,，對測控通信系統(tǒng)來說是前所未有的考驗(yàn),。為此，西安衛(wèi)星測控中心重點(diǎn)對兩個(gè)深空站的對頻率綜合系統(tǒng),、多功能數(shù)字基帶,、監(jiān)視和控制系統(tǒng)設(shè)備軟硬件進(jìn)行升級，為任務(wù)執(zhí)行提供更加穩(wěn)定,、強(qiáng)大的測控保障,。

　　多國同臺(tái)競技 中國實(shí)現(xiàn)“繞落巡”一步到位

　　在國際競爭日趨激烈的今天，火星探測已成為目前及未來很長一段時(shí)期國際航天大國競爭的主要“競技場”,。今年7月到8月,，中國、美國和阿聯(lián)酋三國的火星探測器將“同臺(tái)競技”,，原計(jì)劃同期發(fā)射火星探測器的歐洲航天局則將計(jì)劃推遲到2022年,。

　　7月20日，阿聯(lián)酋首個(gè)火星探測器“希望”號由日本三菱重工業(yè)公司成功發(fā)射升空,。如果一切順利,，“希望”號火星探測器將于2021年初阿聯(lián)酋成立50周年之際抵達(dá)火星軌道。

　　“希望”號不僅是阿聯(lián)酋首個(gè)火星探測器,，也是阿拉伯世界首個(gè)火星探測器,。它重約1.5噸，設(shè)計(jì)壽命為2年,，主要任務(wù)是觀測火星大氣的溫度和濕度,，以及火星氣候的變化等。與中美兩國計(jì)劃發(fā)射的火星探測器不同,，“希望”號不會(huì)在火星著陸,，而是在距火星表面2萬至4萬千米的軌道上環(huán)繞火星運(yùn)行,。“希望”號繞火星運(yùn)行一周需要大約55小時(shí),，它將持續(xù)圍繞火星運(yùn)行至少兩年,。

　　美國也將在今年再探測火星。美國航天局“毅力”號火星車計(jì)劃于7月30日發(fā)射升空,，并將攜首架火星直升機(jī)“機(jī)智”號一同前往火星,，其任務(wù)包括尋找可能在火星上存在過的生命跡象、探索火星的氣候和地質(zhì)特征,、為人類登陸和探索火星探路等,。此外，“毅力”號還將攜帶43根樣品管,，將采集到的巖石和土壤樣品妥善封裝,，等2030年前后的下一次火星探測任務(wù)時(shí)，把樣品帶回地球,。

　　根據(jù)計(jì)劃,，中國首次火星探測任務(wù)將通過一次發(fā)射任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對火星的“環(huán)繞,、著陸,、巡視”三個(gè)目標(biāo)。此外,，任務(wù)還設(shè)定了五大科學(xué)目標(biāo),，主要涉及空間環(huán)境、形貌特征,、表層結(jié)構(gòu)等研究,。為此，火星探測器搭載了13種有效載荷,，其中環(huán)繞器上7種、著陸器上6種,，屆時(shí)將對民眾關(guān)注的科學(xué)問題開展探測,。中國發(fā)射火星探測器，既是為了研究火星,、為人類尋找未來家園,，也能夠反觀自身、探究地球的過去和將來,。（記者 劉 峣）

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責(zé)任編輯： 王頔