火星探测风险高、难度大，探测任务面临行星际空间环境、火星稀薄大气、火面地形地貌等挑战，同时受远距离、长时延的影响，着陆阶段存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等难点。天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术，实现了我国首次地外行星着陆，是中国航天事业发展中又一具有重大意义的里程碑。
模拟动画“天问一号”探测器2月就到了
为什么着陆火星“墨迹”了3个月？
今年2月10日，经历半年多的飞行，“天问一号”探测器完成“刹车”减速，进入环火轨道。2月18日，NASA的“毅力号”抵达火星，当天直接着陆。为什么“天问一号”要多等三个月呢？
其实，入轨后的“天问一号”并没有闲着。它先是花了半个月时间多次调整轨道，让自己观察火星的距离更近一些，视角更好一些；然后是仔仔细细考察火星地形，拍摄高清照片，为火星车考察着陆区地形。
人类探索火星数十年，但获取的火星表面高分辨率影像数据有限。在“毅力号”着陆前，NASA已经利用其火星轨道飞行器，在着陆区拍摄高清照片。也就是说，“毅力号”是带着高清地图去火星的。
而“天问一号”选择降落的乌托邦平原，至今人类所获取的数据仍然有限。没有高清照片，就只能自己拍摄。正所谓“磨刀不误砍柴工”，“天问一号”等待的三个月非但不“墨迹”，而且还是必要的。
祝融号火星车登陆火星负责实施登陆火星的是祝融号火星车。为什么叫“祝融号”？今年4月底，中国航天日开幕启动仪式上，我国首辆火星车名称揭晓。经全球征名、专家评审、网络投票等层层遴选，最终“祝融号”脱颖而出。祝融在中国传统文化中被尊为最早的火神，象征着我们的祖先用火照耀大地，带来光明。首辆火星车命名为“祝融”，寓意点燃我国星际探测的火种，指引人类对浩瀚星空、宇宙未知的接续探索和自我超越。此次探火任务被命名为“天问一号”，取自诗人屈原的长诗。而将火星车取名“祝融”，或许也与屈原有关。祝融是楚人最尊崇、最为虔诚奉祀的祖先神。屈原姓芈，有学者认为，芈姓正是祝融的后代。屈原在《离骚》中说：“朕皇考曰伯庸”，又在《天问》中提到：“烛龙何照？”一种解释是，伯庸、烛龙其实都是祝融。闻一多就在《神话与诗》中指出：“烛龙即祝融”。“伯”即长或大的意思，“庸”与“龙”、“融”在古音中只是音转，实则“伯庸”即“烛龙”，也就是祝融。着陆火星经历“黑色九分钟”被火星成功捕获以后，天问一号经过几个月的充分准备，终于开启了第二阶段任务——“着陆”。火星的北半球多平原，南半球多山地，因此此次天问一号着陆巡视器软着陆火星的地点，就选择在火星北半球的乌托邦平原南部。
整个降落过程大致分为进入——减速——软着陆三步，简称为EDL（Entry，Descent，Landing）。据中国航天科技集团五院总体设计部火星探测器总体主任设计师王闯介绍，天问一号在进入火星大气层以后首先借助火星大气，进行气动减速，这个过程它克服了高温和姿态偏差。气动减速完成后，天问一号的下降速度也减掉90%左右。
“紧接着天问一号打开降落伞进行伞系减速，当速度降至m/s时，天问一号通过反推发动机进行减速，由大气减速阶段进入动力减速阶段。”王闯介绍，在距离火星表面米时，天问一号进入悬停阶段，完成避障和缓速下降后，着陆巡视器在缓冲机构的保护下，抵达火星表面。总的来说，整个过程天问一号要在9分钟内从约2万千米/小时的速度降至到0米/小时。
值得一提的是，虽然此前中国已有月表着陆经验，但此次天问一号火星软着陆任务更加艰难。一方面火星表面存在大气（火星表面大气的密度是地球表面大气密度的1%左右），火星环境比月球更复杂；另一方面火星离地球距离更加遥远，通信时延单程达到20分钟左右，因此在整个着陆过程，相距遥远的地球科学家们来不及做任何处置，只能靠天问一号自主完成这“黑色九分钟”。
靠抖动除尘
“祝融号”还有这种绝招？
“祝融号”火星车总重公斤，总高1.85米，6轮驱动，以太阳能电池作为动力来源，设计寿命为三个火星月。在今年早些时候，多名航天专家曾围绕我国探火任务直播讨论。在直播中，“祝融号”火星车总设计师贾阳介绍，我国的火星车太阳能板采用表面工程技术除尘法，这个技术的关键是超疏基结构，身边的汽车防尘玻璃、防尘贴膜等都是这个原理。类似下雨时荷叶上的水珠，遇风可以很容易滚落。这种材料可以让“祝融号”的太阳能板不易沾染灰尘，还可以通过振动抖掉灰尘。此前，美国宇航局（NASA）的“机遇号”火星车正是因为遇上火星沙尘暴，太阳能板蒙尘，最终与地球失联。“祝融号”如何“荒野求生”？此前，中国首次火星探测任务总设计师张荣桥曾对外公布“祝融号”火星车的配置细节：火星车质量约公斤，为6轮独立驱动，携带6台载荷，其太阳翼呈蝴蝶翼形。因此有人形象地将“祝融号”火星车比喻为“火星蝴蝶”。
火星环境是出了名的恶劣，要想完成使命，“祝融号”火星车必须足够强大，努力“活下来”。中国曾数次造访月球，积累了宝贵经验。但月球与火星最大的不同，在于月表近乎真空，而火星有大气层，这大大增加了探索火星的难度。
从以往火星探测器拍摄的图片来看，火星的地貌似乎与地球上的沙漠戈壁无异。但事实上，火星上的风速可达每秒米，这几乎是地球上特大台风风速的三倍多。这如野兽般凶暴的烈风会掀起大量的沙尘、石块，形成特大沙暴。让“祝融号”火星车的“眼睛”蒙尘，“翅膀”不再灵活。面对这种情况，设计师使用了一种新型材料，这种材料不易沾上灰尘，即使沾上也可以通过振动将其抖落。
火星表面还密布着石块等障碍物，这就使得火星车的行驶需要更加“小心翼翼”，以免被障碍物卡住造成操作的迟滞。那如何才能火星车的每一步都走得更加稳妥呢？设计师们也想出了应对之策。在中国航天科技集团五院的实验室中，有一台与“祝融号”一模一样的火星车。当“祝融号”在火星上遇到复杂路况时，地球上的火星车将对火星路况进行模拟行驶，确认无误后才会发出指令。
为什么选择乌托邦平原？“祝融号”选择在乌托邦平原着陆，一方面是因为工程风险低。火星南北半球的地形地貌、地质构造等差异巨大——火星南部为古老高地，坑多，60%的面积遍布陨石坑；而乌托邦平原所在的火星北部，是被火星熔岩填平的低矮平原，地形平缓，陨石坑较少，且地质年龄较轻，地壳较薄。另一方面，选择乌托邦平原着陆是因为科学价值高。长期以来，人们最