作者：科学声音吴京平（平哥）——————这次又遇上大事儿了。星期六的早上一觉醒来，传来了一个好消息，祝融号火星车已经成功地在火星乌托邦平原的预定地点着陆了。这么大的事儿，我当然要发一个番外篇嘛。为了适应不同的平台，视频版短一点，音频版长一点。看媒体报道，总设计师还激动地掉了眼泪。说实话，我看着也有点鼻子发酸，这些航天工程师们真的是太不容易了，这是熬过了多少个不眠之夜啊。这次着陆火星，世界上的各大媒体都做了报道，大的媒体也还比较严谨，但是外国有些网友的留言并不是太友好，各种酸吧。不过，也有真心为我们成就感到激动的，有个老外自己架了一口大锅，专门收听天问一号发出的信号，尽管信号微弱，也无法解码内容，但是可以通过无线电波的多普勒频移来判断天问一号的行为，是变轨啦，还是刹车啦，从频率变化上还是可以猜到的，人家还真是很关心啊。不管别人怎么说，实实在在的成绩摆在大家面前，谁也无法否认。NASA的副局长托马斯·祖布钦还发了个推特祝贺了一下，NASA的官方账号还转载了。我们确确实实超越了苏联人和欧洲人，成了第二个把火星车送到火星表面安全着陆的国家。在此之前，火星上的探测器主要是美国人的。这也算是我国的航天技术人员又填补了一项国内技术空白。尽管对全球大部分国家来讲，他们连填补空白的欲望都快没了，空着就空着吧。只有我们，咬牙发狠一定要补上这一块。我们的天问一号火星探测器在环绕火星的轨道上足足转悠了好几个月。一方面是因为行星探测方面我们还是个新手，对火星的地表情况不那么熟悉，需要仔仔细细地把火星观察一遍，寻找一个最合适的降落地点。图：红色是火星勘测轨道飞行器（MRO）的HiRISE相机影像（~0.5米/像素，公里高度）覆盖区域，绿色是火星全球探勘者号（MGS）的MOC相机影像（~1.4米/像素，公里高度）覆盖区域。尽管此前美国人和欧洲人都拍摄了不少高精度的照片，但是精确度高到每像素0.5米的，还是很缺乏。道理很简单，要拍摄这种超清晰度的照片，拍摄范围就小得可怜，美国人和欧洲人也不过就是对着自己的探测器要降落的地方拍了一点超清晰度的照片，祝融号要去的那一片地方恰恰没拍过。那没办法，只好自己拍呗。另一方面，对于火星上的气候也需要好好做个记录。因为火星上动辄就刮起全球性的沙尘暴，什么都看不清楚。你要是稀里糊涂地扔下去，天知道掉到哪儿。再说了，降落的具体时间也都是有要求的，最好是趁着阳光普照的时候降落，到了火星表面以后，还有时间来开太阳能板充电。祝融号的肚子里是有个暖宝宝的，也要靠晒太阳积攒热量，在夜里慢慢地释放出来，保证自己不冻死。祝融号预定的着陆地点是在火星北半球最大的乌托邦平原的南端，具体的位置大概是在北纬25度，东经度这一片。和美国人的毅力号距离没多远，大概也就是相距公里吧。根据毅力号测量的温度，夜里最冷能到零下80度，白天也都在零下20~30度的样子，都快赶上东北地区的冬天了。不过知足吧，这个温度在火星上就算是比较暖和的了。所以，如果祝融号没有充满电，没有给暖宝宝蓄满了热，后果很严重。大概在北京时间5月15日的凌晨4点钟，祝融号就和天问一号分离了。几个小时以后才进入了火星大气比较稠密的部分，高度是公里。说稠密也稠密不到哪里去，但是好歹能为祝融号减速，大不了进入角度小一点，在火星大气之中穿行的距离长一点。祝融号这个时候的速度是4.8公里每秒。降落到火星上的这个物理过程就是要把祝融号的动能和势能全部消耗光，最后速度和高度都变成0。90%的能量是靠火星稀薄的大气层来消耗的。火星大气和祝融号摩擦会造成严重发热，所以祝融号必须有一个防热大底在前边顶着。等到了10公里的高度，速度已经下降到了米/秒，这时候防热大底就可以抛弃了，火星车就露了出来，顶上弹出降落伞来减速。火星上的空气非常稀薄，因此音速也很低，大概只有米/秒。所以，即便是祝融号的速度降低到米/秒，也相当于两倍音速。在超音速状态下开伞，这是一个前所未有的难题。好在我国有各种尺寸的超音速风洞。而且还用探空火箭在地面上充分测试过超音速状态下降落伞的开伞。所以，这一次祝融号在火星大气层里成功地打开了降落伞，把速度从米/秒降低到了90米/秒。到了这个时候，降落伞的任务也就完成的差不多了，祝融号的底座伸出了几条腿，准备好着陆。底部的牛顿变推力发动机开启反推。降落伞被抛弃，祝融号开启了最后的降落过程。当距离火星表面还有米的时候，祝融号需要悬停在空中，开启地形探测设备，找一块合适的地方降落。为了保持姿态，周边的小发动机在在不断地喷气调整姿态。探测器和发动机的配合不能有一点误差，否则最后一步要是摔了，那可就前功尽弃。欧洲的小猎兔犬号就是如此，探测器最后一步摔坏了，没了信号。美国人的海盗二号也差点出事儿，最后一只脚踩到一块大石头，整个机身倾斜了8.2度。前人犯过的错误，我们当然是加倍小心，千万不能再犯。最后就是祝融号缓缓下降，安全降落到火星表面。这就是祝融号惊心动魄的9分钟。相关的测控数据要再过18分钟才能发到地球上。要知道现在火星离我们有3亿公里的距离，即便是光速，跑起来也要这么长时间。所以，地面完全无法操控，过程又复杂，有一半的探测器没能成功着陆，火星堪称是探测器的坟场。至此，我们火星探测的绕落巡三步已经走完了前两步。火星车已经到达了火星表面，但是它还没从底座上走下来，还在养精蓄锐。我想电池板都已经打开了，先充电，准备度过火星上寒冷的夜晚。估计怎么也要过几天才能下来走动走动。祝融号上携带了好几台科学仪器。桅杆顶上的两台相机可以给周围的环境拍照，而且这两台相机还可以形成立体视觉，获得三维影像。火星车的肚子里也有探地雷达，可以探测地下的反射信号。乌托邦平原是个巨大的撞击坑。而且历史非常的古老，过去很可能是个海洋，会有沉积层覆盖，所以地面才会这么平整。祝融号可以通过激光来烧灼附近的岩石来分析岩石的成分。这个功能美国的毅力号也是有的，算不上是独一无二。真正独一无二的是祝融号携带的磁强计。它是火星上第一个配备了磁场探测设备的漫游车。其实就我个人来讲，最
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