“冥昭瞢暗，谁能极之？”大约年前，诗人屈原用长诗《天问》向宇宙洪荒、天地自然发问，表达了中华民族对自然和宇宙空间的探索精神，而中国的行星探测任务也被命名为“天问系列”。年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”载着我们的好奇与向往奔向火星，去寻找答案。火星是太阳系由内往外数第四颗行星，属于类地行星。火星和地球形成时间相仿，它们一样拥有固体外壳，同样拥有高山、峡谷，以及龙卷风。在火星上，同样有冬去春来、季节更替。火星表面大气压仅为地球的百分之一，从上世纪60年代，人类便开始了对这颗红色星球的探索。探测火星是人类太空飞行中最具挑战性的壮举之一。从年俄罗斯发射火星1A号，首次尝试对火星进行飞掠探测，至年6月底，全球共实施了44次火星探测活动。其中只有19次全部取得成功。“天问一号”虽然起步晚，但起点高、创新强，一次性实现火星环绕、着陆、巡视三大目标，这样的任务形式在世界上也是首次。自年7月23日发射升空后，“天问一号”探测器要经过七个月的“长途跋涉”才能飞抵火星。在奔向火星的路上，“天问一号”探测器要经过发射、地火转移、火星捕获、火星停泊、离轨着陆和科学探测六个阶段，期间还要经过多次中途修正和深空机动。探测器在飞往火星的遥远路途中，长时间处于无动力飞行，依靠行星引力进行加速，飞行过程中微小的位置、速度误差会逐渐累积和放大。为了减小飞行偏差，使探测器沿着预定的轨道飞行而进行的轨道控制，称作修正；改变探测器当前轨道，使其进入一条新的轨道而进行的轨道控制，称作机动。轨道修正主要完成探测器姿态和轨道控制，确保探测器始终飞行在预定的轨道上。然而，即便成功进入环火轨道，要想对探测器进行测控和数据传输，依然要面临信号传输时延长的难题。相比月球探测，火星探测任务更像是“长跑”。火星距离地球的最远距离为4亿公里，是地球与月球距离的倍。远距离不仅会导致无线电信号衰减，还会带来20多分钟的时延。也就是说，探测器要想把信号传回地球，需要在宇宙中跑11分钟左右地面人员才能接收到信号，而地面人员要把信号传给探测器，也需要相同的时间。此前嫦娥探月时，时延只有一两秒，多数时候地面还可以直接控制探测器的动作。面对长达20多分钟的时延，“天问一号”需要自动执行任务。地面人员在收到消息后，会在原计划指令内容上加上一个时间，把这些指令发到探测器上，探测器会存储下来，然后根据时间标签，去执行相应的动作或触发一系列动作。为了保证整个任务能顺利完成，在研发过程中，仅仅捕获这15分钟的工作，就设计了50多个故障预案。年2月10日，发动机点火几十分钟后，地面终于收到了来自天问一号的消息。本文来源：央视科教
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