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我國首次火星探測任務(wù)要一次性實(shí)現“環(huán)繞、著(zhù)陸、巡視探測”三大任務(wù)，這在世界航天史上前所未有，難度和挑戰也非比尋常。目前，“天問(wèn)一號”已經(jīng)在距離地球數百萬(wàn)公里之遙的奔火軌道上，極速前進(jìn)，探測器各項功能及運行情況良好。探火之路，旅途漫漫，在奔向火星的路途上，“天問(wèn)一號”究竟會(huì )面臨哪些難點(diǎn)和風(fēng)險呢?

難關(guān)一：任務(wù)起點(diǎn)高、技術(shù)跨度大

截至今年6月底，世界各國舉行了40余次火星探測活動(dòng)，但任務(wù)成功概率只有50%左右。由此可見(jiàn)，火星探測任務(wù)本身固有的風(fēng)險非常大。

專(zhuān)家介紹，此次我國火星探測任務(wù)的發(fā)射規模非常大，著(zhù)陸有效質(zhì)量?jì)H次于美國的“好奇號”，環(huán)火探測與國際水平相當;探測器研制中，關(guān)聯(lián)性異常復雜;首次地外有大氣天體進(jìn)入面臨諸多技術(shù)挑戰，比如在軌道、氣動(dòng)、防熱、大帆面降落傘等近十個(gè)方面，在設計上都要實(shí)現新的技術(shù)突破和跨越。

難關(guān)二：基礎數據少、不確定性大

面對遙遠而未知的星球，“天問(wèn)一號”奔赴火星的旅程中不可避免地要經(jīng)受新環(huán)境的考驗。現有掌握的資料顯示，火星上稀薄大氣、風(fēng)場(chǎng)、塵暴、火面地形地貌等，基礎數據非常少，而且不確定性大，嶄新的行星際空間環(huán)境使得原本風(fēng)險極高的探測任務(wù)難上加難;而最遠長(cháng)達4億公里的距離以及超遠距離帶來(lái)的通信延時(shí)等問(wèn)題同樣約束著(zhù)探測器的發(fā)揮，探測器要求有非常強的自主能力。

此外，火星成功進(jìn)入和著(zhù)陸、測控通信，火星車(chē)能源、熱控、火面移動(dòng)等一系列設計難題，也給探測器研制帶來(lái)方方面面的巨大挑戰和不確定性。

難關(guān)三：關(guān)鍵技術(shù)多、攻關(guān)難度大

在此次火星探測任務(wù)中，關(guān)鍵性、唯一性且不可逆的環(huán)節非常多，如近火捕獲制動(dòng)、器器分離、進(jìn)入/下降/著(zhù)陸、火星車(chē)釋放分離等關(guān)鍵技術(shù)多。

“我們這次火星探測任務(wù)最核心、最難的地方，就是探測器進(jìn)入火星大氣后氣動(dòng)外形和降落傘減速的過(guò)程，只有一次機會(huì )，必須確保成功。”中國航天科技集團五院火星探測器總設計師孫澤洲說(shuō)，對此，研制團隊專(zhuān)門(mén)設計了全新氣動(dòng)外形、新型降落傘等，這些關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)難度極大。

難關(guān)四：驗證任務(wù)重、試驗難度大

“天問(wèn)一號”火星探測器上有很多新技術(shù)是原來(lái)衛星或者探測器沒(méi)有使用過(guò)的。為了確保探測器可靠性，研制團隊開(kāi)展了大量試驗驗證，驗證任務(wù)極其繁重。

中國航天科技集團五院深空探測領(lǐng)域的專(zhuān)家告訴記者，這些專(zhuān)項試驗不但試驗方法、方案確定難，而且火星環(huán)境模擬、試驗實(shí)施、試驗結果判定等難度也很大;此外，試驗驗證的充分性、有效性、覆蓋性以及試驗仿真驗證的難度也極大。

多重困難疊加并沒(méi)有嚇退火星探測研制團隊，設計師們爭分奪秒地開(kāi)展了大量試驗驗證和各項任務(wù)準備工作，為“天問(wèn)一號”探火之旅鋪平了道路。

難關(guān)五：研制周期緊、進(jìn)度風(fēng)險大

我國火星探測起步較晚，所以從任務(wù)立項伊始，研制團隊就在追趕中不斷前行。2016年初，探火任務(wù)正式批復立項;2016年7月，火星探測器研制轉入初樣;2016年底，探測器完成全部關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和設計……此后，研制團隊一路馬不停蹄，在短短4年多時(shí)間內完成了從產(chǎn)品研制驗證到待命出廠(chǎng)再到按計劃發(fā)射的全部流程。

此外，火星探測任務(wù)屬于我國航天重大工程，“集中力量辦大事”是我們的制度優(yōu)勢，但參研單位多達幾百家，多線(xiàn)并行、多地并進(jìn)、多種狀態(tài)流程并行，也帶來(lái)一系列問(wèn)題和挑戰，協(xié)調管理難度較高。

“中國的火星探測任務(wù)要一次實(shí)現繞、落、巡目標，這在世界上從來(lái)沒(méi)有哪個(gè)國家一次同時(shí)實(shí)現，任務(wù)難度非常大。但正因為有壓力，才能有動(dòng)力，才能最終實(shí)現真正的突破。”孫澤洲說(shuō)。(胡喆)