本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。在今年7月份，有3个火星探测器开启火星之旅，这3个探测器分别是阿联酋的希望号火星探测器、我们的天问一号探测器、NASA的毅力号探测器，其中天问一号和毅力号探测器将会实施软着陆，将火星车实施火星表面，而希望号则环绕火星运行。到目前这些探测器已经在太空中飞行了近4个月时间，离地球越来越远，离火星越来越近了。如我们的天问一号的飞行里程已经达到3亿公里，距离地球预计达到万公里，从地球发出的信号，需要秒钟（即大约需要3分半钟）才能到达探测器。最初，在上世纪探索火星的国家以美国和苏联为主，但是在进入21世纪前后，越来越多的国家参与到火星的探索中，此前美国、俄罗斯、欧盟、印度都已经成功将探测器送到火星。可能有一些朋友认为，连印度都能够成功“探火”，是不是意味着探索火星没什么难度了？是不是意味着我们的天问一号也没有什么挑战性了？事实上并非如此，我们看看印度的火星探测器情况就知道了。在年8月，印度就提出要发射火星探测器，随后在年11月“曼加里安”号火星探测器发射升空。从提出要发射首个火星探测器到探测器发射升空，仅仅花了1年多时间。当然，对于现在的这些航天国家来说，造出这样的一个火星探测器并不是什么难事，“曼加里安”号其实就是一颗卫星，只是它的工作环境在火星轨道，而不是在地球附近，最难的是如何让这一颗卫星飞到火星。毕竟，火星距离地球最近超过万公里，最远更是达到4亿公里，并不像一般的近地轨道卫星左右公里的高度，将探测器送上火星的难度非常大。印度的探测器奔火之旅年11月5日，这个重约1.35吨的“曼加里安”号探测器由极轨卫星运载火箭发射升空，在飞行近45分钟后，探测器进入环绕地球的椭圆形轨道。这时候，“曼加里安”号探测器还只是个地球轨道的探测器，离火星还远着呢。在年11月6日至年11月16日期间，这个探测器在地球轨道上不断进行升轨，最后才让探测器进入更高的轨道。经过多天的太空飞行，探测器终于在年9月24日来到火星附近，进入火星轨道后成为了真正的火星探测器。飞了多天，这个时间是不是太漫长了？类似的场景，在年印度登月时也曾经出现了。当时印度的月船2号探测器在发射升空以后，也是一直在地球轨道飞行，不断提升轨道，在地球附近飞了20多天，最后才来到月球附近。印度的探测器之所以需要这样提升轨道，是因为运载火箭的推力不足，没法将探测器直接送入地月转移轨道、地火转移轨道，探测器只能先环绕地球不断加速。从尺寸来看，这个“曼加里安”号探测器仅相当于一个冰箱的大小，但是印度的火箭推力都没法直接将其发射到火星转移轨道。而且，在奔火的路上需要深空测控网络来维持探测器与地球的通讯，印度是没有这样的深空网络的。有一些说法称，是NASA的深空网络为其保驾护航，也就是说，如果没有NASA的深空网络，这个探测器最终会飞到哪里，谁也不知道。最后，在借助深空网络的帮助下，探测器在去往火星的路上不断修正轨道，最后来到火星附近被火星引力捕获，成为环绕火星飞行的探测器，这就算是成功了。在速度适当、距离适当的情况下，小行星都可能会被火星的引力捕获，所以发射火星轨道探测器对于航天大国来说并不是什么难事。以我们的运载火箭实力，之前我们理论上也能够发射类似尺寸、功能的火星轨道探测器。天问一号要挑战“恐怖7分钟”在年7月23日，天问一号探测器由长征五号遥四运载火箭发射升空，直接进入轨道，大约飞行7个月就会到达火星。当探测器到达火星后，先环绕火星飞行2-3个月，然后择机释放着陆器实现软着陆。整个奔火之旅，天问一号所需的时间比“曼加里安”号探测器短得多。而且，我们的探测器不仅是快速进入“奔火”之旅，在奔火路上也是依靠我们自己的深空测控网，如在这段时间西安卫星测控中心喀什深空站已经启用，直接投入到了天问一号、嫦娥四号的任务中。“曼加里安”号探测器只是一个轨道飞行器，到达火星就算是成功了，而天问一号探测器由轨道飞行器、着陆器和一辆火星车组成，总质量达到5吨，将一次完成环绕火星、着陆火星、巡视火星三大步。从尺寸、任务来看，这两个探测器的差别就显得非常大。我们的探测器在进入火星轨道以后，先完成第一步“环绕火星”，在接下来我们的探测器还会释放着陆器将火星上升火星的表面，这是目前为止人类探索火星最难的一步。当探测器释放着陆器准备将火星车送上火星表面时，着陆器的飞行速度可以达到2万公里每小时左右，着陆器需要在极短的时间内将极快的速度下降至0，整个过程大约持续7分钟。由于火星与地球的距离比较远，通讯延迟比较长，所以地面没法对着陆器实时测控，完全依靠着陆器自主实现软着陆。这是天问一号即将面临的一个挑战，也是NASA毅力号探测器要面临的挑战。而不管是阿联酋的希望号，还是印度的“曼加里安”号探测器，它们都不会有这样的经历，毕竟这两个轨道探测器只要去到火星，进入火星轨道就算成功了。总结：不管是从尺寸，还是任务，“曼加里安”号探测器都是比较简单的，目前主流的航天大国理论上可能都具有发射这样的探测器的能力，不能因为这个探测器起飞时间比我们早，就认为比我们更先进。阿联酋希望号探测器不也比我们的天问一号发射早了几天吗？难道说希望号就比天问一号更先进吗？或者说阿联酋的航天实力比我们更强？显然不是的。
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