文昌衛星發射中心，長征五號運載火箭搭載“天問一號”探測器，點火升空，發往火星。早在上個世紀，美國就已經把人送上了月球，現在已經2020年了，只是送一個探測器去火星，很難嗎？答案是：難，而且很難！

圖片：江程傑

為什麼？給大家看兩組數字。

第一組：50%。

這是人類開始火星探測至今的60年裡，火星探測大致的成功率。是不是覺得還可以，至少有一半成功了？

那麼，看下對比：人類金星探測的成功率約77%，月球探測的成功率約76%，土星的泰坦衛星探測的成功率是100%，相比之下，探測火星確實很難，火星也被稱為“探測器墳場”。

第二組：5500萬公里——4億公里。

這是地球和火星之間的距離。最遠的時候，火星離地球的距離超過了4億公里。我們每晚抬頭都能看到的月亮，月球距離地球有多遠呢？答案是36.3萬——40.5萬千米，地火距離是地月距離的幾百倍。

即使我們巧妙地選擇了發射窗口，能夠最省時到達火星，天問一號也將孤身一人在太空中飛行近6個月。而且這已經是我們能達到的最快速度，如果換乘900km/h的客機，飛同樣的路線起碼需要四五十年。

天問一號不僅要孤身一人走過這段很長的路，還準備挑戰“一次三連”——一口氣搞定環繞、著陸、巡視，為我們帶來更多對火星的認識。

那麼，要完成難度這麼高的任務，航天人和科學家一定是全程密切關注、坐在電腦旁，對天問一號下達各種指令，進行精密操作吧？

然而，受制於通訊，天問一號在深空的大多情況下是無法被遠程協助的。

我們還是沒辦法實時操控奔赴火星的天問一號，主要還是因為地球到火星實在太遠了，信號傳輸需要時間。

當地球與火星處於最大距離時，通信信號光速傳輸單程就需要22分鐘！22分鐘的延時是什麼概念？想像一下這個場景——你開啟了一把緊張刺激的實時競技遊戲，開局，你發出了“請求集合”的信息，你的隊友們在22分鐘後，收到了這條莫名其妙的信息並看了看他眼中呆若木雞的你，看了看慘敗的戰績，點擊了“收到”並集體將你舉報。

也就是說，天問一號大多時候必須獨立作業。

可以這麼理解，她初次上場，剛出地球這個新手村，便被告知“你已經是一個成熟的探測器了，要盡量獨立解決前所未有的難題，我們已經把秘籍都傳授給你，帶著全村的希望，出發吧！”

那麼，這個“被迫成熟”的探測器是如何決胜千萬里之外，進星趕考，獨當一面的呢？我們要結合著她的三個目標一起說：

目標一：火星環繞

顧名思義，就是一圈一圈環繞著火星並在過程中展開各項探測。

火星探測器飛行效果圖（圖片來源：國家航天局）

想要進行環繞，就要先從地球到達目的地——火星軌道。這個難度相當於——從巴黎打一個高爾夫球，正好落到東京的某個球洞裡。靠奇蹟嗎？不，靠科技——從地球飛抵這個軌道，探測器需要6至11個月的時間。

期間會受到太陽系內多個天體的引力擾動，還會受到太陽風、空間輻射的干擾，探測器會通過內置的陀螺儀、天文導航、多普勒導航等多個儀器來對自身的姿態與位置進行確認，同時與地面超算平台得到的軌道進行比對，進行調整。

而且，火星質量僅有地球的10.7%，與地球相比非常輕，引力影響範圍很小，所以，本來高速飛行的天問一號到了火星附近時，還必須及時剎車，準確滑入環繞火星軌道。這些動作不僅要一氣呵成，還不能出一點差錯，否則便是“星際迷航”，且沒有“回頭路”可言。

目標二：火星著陸

經過2—3個月的環繞，有了環繞時的測繪積累，天問一號對著陸區將會有更多了解，按照計劃，天問一號的軌道探測器和火星車、著陸平台會進行分離，軌道探測器留在火星軌道繼續空中探測，火星車和著陸平台將執行驚心動魄的第二個目標——在“探測器墳場”下降並著陸。

這可謂跨過鬼門關。在這無法人工干預的短短八分鐘之內，探測器需要先把速度從每秒4.8千米降為0。火星著陸器需要隔熱罩，需要配備減速降落傘進一步減速，同時，還需要反沖發動機聯合工作。這個降落過程有超過1000個動作，全部靠探測器自主完成。

接下來，當距離地面100米時，它還要懸停。此刻，探測器相對地面的速度已經是0了，需要看一下地面有沒有坑、有沒有大的石頭，對這些障礙物進行規避，找到一個相對安全的位置，保證順利落地。

目標二的時間很短，大概有7到8分鐘，但卻是整個任務的關鍵和難度巔峰，人類一共有15次火星著陸任務成功進入了火星大氣層，但只有8次任務成功著陸並順利開展探測工作，近一半的考生在這一關卡“名落孫山”。

目標三：火星巡視

火星車與著陸平台平穩降落後，將在火星上走走看看，開展科學探測。

中國火星車概念圖（圖片來源：國家航天局）

“天問一號”有五大科學目標，主要涉及空間環境、表層環境、地下淺表層結構等研究，火星車上攜帶的6種載荷將對相關科學問題開展探測，比如大氣環境測試儀，可以獲取火星溫度、風力等信息。

這些問題聽起來很枯燥，但其實我們關心的那些問題——比如，火星上有生命嗎？人類有可能移居火星嗎？，都需要通過研究這些科學問題，才能回答。可以說，天問一號在火星走出的每一小步，都是中國深空探測的一大步。

如果要說探測火星的意義，我想引用中科院院士萬衛星說過的話。

他說：“古往今來，人們世代思考3 個最深邃的問題：我們從哪裡來？我們向何處去？我們在宇宙中是否孤獨？無論答案曾有過多少種，可以肯定的是，人們在地球上只能窮盡證據，卻無法找到判據，因為“不識廬山真面目，只緣身在此山中”。走出地球再回望，置身局外才能獲得更有意義的全新視角。因此，深空探測承載的不僅僅是人類對宇宙和自身的好奇，還有尋求判據的希望。”

今天，天問一號踏了上漫漫征途，就在兩個月前（5月20日），萬衛星院士病逝，沒能看到這一幕，但是天問一號仍然承載了他的殷切希望、承載了無數科研人員的汗水和淚水、承載著中華民族數千年的問天夢想、承載著我們最初的、無窮的想像和勇氣，上路！出發！