[摘要]经过200多天的飞行，总行程达4.6亿公里之后，我国“天问一号”火星探测器终于抵达火星。
图注：“天问一号”火星任务探测器系统由环绕器和着陆巡视器组成（来源：CNSA）
据介绍，还要经过数月的充分准备后，着陆器和火星车组合体才能择机降落火星，轨道器则继续围绕火星运行，执行中继通信和火星探测等任务。二、天问一号是如何抵达和入轨火星的？文章开头提到，“天问一号”飞行了200多天，总行程达4.6亿公里。精确算一下，从2020年7月23日到2021年2月10日，实际共计202天。如果继续细算一下，202天飞了4.6亿公里，平均每秒大约飞行27公里！值得强调的是，这个是相对于太阳的速度。图注：目前，天问一号位置示意图（来源：CNSA）。
根据轨道设计，当“天问一号”来到火星附近准备刹车的时候，其相对于火星的速度仅稍大于火星的第二宇宙速度，因此只需“轻轻”踩一脚刹车即可入轨。当然，这个“轻轻”踩一脚刹车可不容易，要求力度和时机都要精准。如果刹车力度过大，可能坠落火星，如果刹车力度过小，无法被火星引力捕获。（注：火星的质量较小，其第二宇宙速度仅为5公里每秒，远小于地球11.2公里每秒的第二宇宙速度）。另外，地球与火星相距遥远，信号从探测器传回地球有10多分钟的延迟，这也增加了测控难度，很多动作都要求探测器自主完成。图注：位于美国加州戈德斯通的70米深空网天线。
最著名的要数美国深空网（DNS），这是由美国喷气推进实验室管理的一个先进的测控网，是为了对执行月球、行星和行星际探测任务的航天器进行跟踪、导航与通信而建立的地基全球分布测控网。为了克服地球自转影响，实现对深空航天器的连续测控覆盖，深空测控网的布局通常是在全球范围内经度上间隔约120度，这样就可以确保对距离地球表面3万公里以上的航天器进行连续跟踪。美国深空网由在全球按经度间隔120度分布的三个深空通信综合设施组成，分别位于美国加州的戈尔德斯通、西班牙的马德里和澳大利亚的堪培拉。深空网的操作控制中心位于美国加州帕萨迪纳的喷气推进实验室。美国深空网是目前世界上规模最大、能力最强的深空测控系统。近年来，我国为了深空探测的需要，也建立了自己的深空网，嫦娥探月计划的成功实施，深空测控网功不可没。本次“天问一号”火星探测器，我们除了拥有推力强劲的长征五号运载火箭之外，还得益于拥有独立的全球性深空网。图注：佳木斯深空站66米测控设备。
我们的深空通信综合设施主要是喀什深空测控站、佳木斯深空测控站和位于阿根廷的深空测控站。为什么要到阿根廷建设深空测控站？上面我们也提到了，为了克服地球自转影响，实现对深空航天器的连续跟踪。图注：阿根廷深空站35米测控设备。
据悉，虽然佳木斯站和喀什站充分利用了我国地域上的东西纵深，经过验证，其测控能力已可达到6400万公里，但是这两个深空测控站还不能实现全天24小时覆盖，每天还会有8到10个小时的测控盲区，要保证连续的通信还得在南美洲建一个站点。目前，我国的深空网已成为继美国深空网、欧空局深空网之外，又一功能完备的全球性测控网。除了这些专用的深空测控天线外，分布在国内的众多射电望远镜也能帮助接受信号，为我国深空探测任务保驾护航。图注：位于天津武清的我国70米口径的高性能信号接收天线系统。
值得注意的是，2月3日，据央视新闻报道，位于天津武清的我国70米口径的高性能信号接收天线系统完成验收并投用，它是目前我国乃至亚洲最大的航天信号接收天线（非专用射电望远镜），这架天线首先用于“天问一号”信号的接收工作。五、“天问一号”的科学目标是什么？据官方透露，“天问一号”任务共有13种有效载荷。轨道器上的7台仪器包括两台相机、火星轨道次表层探测雷达、火星矿物学光谱仪、火星磁力仪、火星离子和中性粒子分析仪、火星高能粒子分析仪。火星车上的6台仪器包括多光谱相机、地形相机、火星次表层探测雷达、火星表面成分探测器、火星磁场探测器和火星气象监测仪。这些有效载荷要完成以下五大科学目标：（1）绘制火星形态和地质结构图；（2）调查火星表面的土壤特征和水冰分布；（3）分析火星表面的物质组成；（4）测量电离层和火星地表气候及环境特征；（5）探索火星的物理场（电磁场、引力场）和内部结构。人类探测火星的悲壮历史图注：人类发射成功的火星探测器全家福。
迄今为止，人类已尝试发射了47次火星探测。其中，美国22次，前苏联和俄罗斯共19次，日本1次，欧洲2次，印度1次，阿联酋1次、中国1次。完全成功和部分成功共计25次。其中，前苏联共尝试发射17次火星探测器，成功和部分成功仅5次，成功率仅29%。因此，火星有探测器坟场的称呼。我们来看一看前苏联悲壮的火星发射历史：1960年10月10日，苏联率先尝试发射火星探测器，遗憾的是，没有飞出地球轨道。1960年10月14日，再发射一枚，又失败了。没有离开地面。1962年10月24日，再发射一枚，又失败了，没有飞出地球轨道。1962年11月1日，再发射一枚，这次终于发射成功，但在飞往火星的路上失联了。1962年11月4日，再发射一枚，没有飞出地球轨道。1964年11月30日，再发射一枚，这次发射成功了，但在飞往火星的路上又失联了。1969年3月27日，再发射一枚，又失败了，没有飞出地球轨道。1969年4月2日，再发射一枚，又失败了，火箭升空41秒爆炸了。1971年5月10日，再发射一枚，又失败了，没有飞出地球轨道。1971年5月19日，再发射一枚，这次终于成功了，并于1971年11月27日进入火星轨道。此后，前苏联又发射了7次火星探测器，成功了4次，失败了3次。随着科技的进步，近些年火星探测器的成功率已经有了很大的提高。六、为什么人类热衷于探测火星？图注：火星的地形地貌（来源：?NASA）。
火星是太阳系内与地球环境最接近的行星，有稀薄的大气层，气压为地球的1%，局部最高温度甚至可达35摄氏度，当然平均温度还是比较低的，只有零下63摄氏度。此外，还封存有大量冷冻状态的水。因此，在未来，火星或许是唯一存在移民可能性的行星。另外，火星还可能存在像微生物这种低等生命的可能性。这也是世界各国热衷探索火星的重要原因。
