这两天的火星，那是相当的热闹。
北京时间2月9日，阿联酋的希望号探测器抵达火星，制动进入环绕轨道。
2月10日，中国的天问一号也顺利泊入环火轨道，天问一号需要先对火星勘察大约3个月，预估5月登陆火星。
2月19日，美国的毅力号也抵达了火星，但并不环绕观察选择直接着陆。
北京时间2月19日凌晨4点55分毅力号已经顺利降落在火星表面，成为了探火史上第5台幸运登陆的火星车。
毅力号成功登陆火星，为人类探火历程再添一笔，无疑是让人开心的。
但在为毅力号高兴的同时，对于未来将要登陆的天问一号不免有些担忧，我们的天问一号也能顺利登陆吗？
01恐怖七分钟
有不少人都知道，登陆火星有所有探测器都害怕的“恐怖七分钟”。
这其实是NASA科学家的一种内部说法，用来形容火星探测器着陆过程中最关键、最惊惧、最危险的7分钟——火星探测器进入大气层、急剧减速降落、着陆火星表面，全程7分钟，探测器必须全自动、及时、精准、高效地完成上千个指令步骤，才能最终实现安全软着陆。
而这七分钟的难点，主要体现在两个方面，第一个是防止探测器被大气摩擦的高温烧毁，第二个是防止探测器速度过快坠毁。
为此，科学家们研究出了一系列的解决办法。
02三种材料防高温
虽然火星的大气密度只有地球的1%，但二氧化碳占95%，氮气占3%，着陆火星的探测器在高热状态下会发生更复杂的物理化学反应。就如同一颗流星一样，如果不进行有效防护，火星探测器将烧毁在大气层中。
可以说，着陆防热技术是保证探测器安全着陆的关键，直接关系任务成败。
针对这个关键问题，天问一号的研究团队研制出了3种材料来保障着陆的成功。
1、“超轻质蜂窝增强低密度烧蚀防热材料”
“蜂窝增强低密度烧蚀防热材料”，是空间飞行器一直都在使用的防热材料，曾在探月飞行的时候起了巨大的作用。
探测器着陆火星的难点有两个，第一个是探测器进入火星大气层时剧烈摩擦产生的高温。
超轻质蜂窝增强低密度烧蚀防热材料而此次火星探测器上采用的是经配方优化设计的新型“超轻质蜂窝增强低密度烧蚀防热材料”。它强度更高、密度更低，可承受1.5MW/㎡的热流环境，可耐受火星大气以二氧化碳为主的特殊气氛气动加热。
材料烧蚀情况专家们根据天问一号探测器承受的气动载荷分布，对蜂窝格子进行了变厚度优化设计，使整个结构更加轻质化。
同时，采用整体成型工艺，确保约个蜂窝格子一次性灌注到位，使整个探测器大底结构具有非常好的整体性，确保其在奔向火星的过程中承受高低温交变的结构稳定性。
2、“连续纤维增强中密度防热材料”
“连续纤维增强中密度防热材料”主要用作探测器大底及背罩防热结构的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件，相比较低密度材料强度更高，密度约为0.9g/cm，兼顾了耐烧蚀和承载能力。
研发团队将轻质填料引入到连续纤维预浸料中，使得“连续纤维增强中密度防热材料”实现了轻质化，既满足结构要求，又具备轻质特点。
3、“超轻质烧蚀防热涂层材料”
超轻质烧蚀防热涂层材料与探测器大底直面火星大气冲刷不同，背罩结构在探测器侧面，受到的热流相对较低，研究团队研制出超低密度防热涂层材料，密度仅为0.28g/cm左右，热导率低至约0.06W/m·K，不仅隔热性能好，而且对探测器的减重起到重要作用。
探测器飞向火星时间较长，因轨道的变换、距离太阳的远近等因素，防热材料将承受极低的温度以及高低温度的循环交变。
研发团队通过工程计算、数值模拟以及地面试验等方法，模拟这3种材料在极低温、高低温交变的空间环境下的结构变化及烧蚀匹配性，将三种材料进行创新优化，为天问一号未来着陆火星，提供了强有力的保护。
03稳定减速安全着陆
通常火星探测器进入火星大气层的时速高达公里，要保证火星探测器的安全着陆，必须把速度降到可接受降落范围。
对此，航天科学家们设计了三种类型的登陆方法。
1.安全气囊法：采用反推火箭助力减速，安全气囊包裹弹跳软着陆模式，让探测器从时速公里降至时速48公里弹性撞冲火星表面，即使撞到尖锐的岩石上也没事。
但这种方法只适合中小型探测器，超过公斤的探测器就存在着不小的风险。
气囊2.着陆支腿法：采用反推火箭减速+着陆器支撑模式，从时速公里降至时速10公里以下，逐步减速直至最终软着陆。
这种着陆方式适合大型探测器，几百公斤的着陆器/火星车，但对着陆地形要求较高，且无法携带太复杂的科研器材。
3.空中吊车法：采用反推火箭减速+空中吊车悬停投放火星车模式。从时速公里降至每秒0.75米的着陆速度，一旦火星车触地软着陆，立即切断绳索，空中吊车飞离。
这种方法适合重型探测器，对火星探测器的保护程度最高，能够保障复杂科研器材的安全，但是对技术要求也是最高的，毅力号正是使用这种方法。
而天问一号着陆器重公斤，不再适合使用气囊法，研究人员最后决定采用着陆支腿法登陆。
并且为了更好地保障着陆器的安全，除了反推动力减速，还特别增加两次悬停操作，逐步降低着陆风险。这种稳健方法正是得益于嫦娥三、四、五号成功落月的实战经验。
解决了高温和降速问题，火星着陆的恐怖七分钟也就不再是难以逾越的天堑，天问一号安全着陆也在的预期之内。
天问一号现在正在火星上空环绕勘察，预计于5月择机登陆火星。在这么多专家团队的研究付出之下，相信天问一号一定能够成功着陆，为人类探索火星再迈出坚实的一步。