中国首次火星探测任务「天问一号」火星探测器发射成功，你有什么想说的？这次任务有哪些重大意义？ 第2页

谢邀，写的太认真，来晚了，我还有机会么…

一文解读关于天问一号的所有疑问和误区

提纲：

1、天问一号包括哪些？“绕着巡”三件套

2、从地球到火星：最短最快抵达？想得美！

3、抵达火星附近之后做什么？

4、“恐怖七分钟”？对，也不对

5、着陆在哪里？

6、天问一号，要探测什么？

2020年7月23日下午，我国首个自主的火星探测任务“天问一号”从海南文昌发射场，搭乘长征五号遥四火箭顺利发射升空，奔赴火星。

这样的时候，想必关于天问一号的科普是全网铺天盖地目不暇接，嗨，这时候讲太细了反而不太能get到重点，所以这期的目标就是尽量简单地让大家一文了解关于天问一号的整体情况吧。（体贴）

1、天问一号包括哪些？“绕着巡”三件套

天问一号火星探测任务是个大家族，包括：环绕器、进入舱（着陆架）和火星车三件套。

环绕器带着着陆巡视组合体抵达火星附近，进入舱带着火星车进入大气层，火星车在火星表面巡视探测。不过，环绕器对火星车的意义不止于“带一程”，它还会持续为火星车提供通讯中继。

2、从地球到火星：最短最快抵达？想得美！

每26个月，地球上会有一小段时期特别适合发探测器去火星，事实上，人类六十年火星探测史上，绝大多数探测器都是在这样的“火星发射窗口”出发的。

最近的这个火星发射窗口就是今年（2020年）7-8月，不只是我国的天问一号，NASA的毅力号火星车（计划7月30日发射），阿联酋的希望号（已在7月20日发射）都选在这个窗口发射。

很多人直觉上会以为，这样的“时机”特殊之处在于能让探测器最快抵达火星，或者说用最短的时间、以最近的路程抵达火星。但恰恰相反，火星探测器优先选择的是一条更加漫长和遥远的旅途（也就是“地火转移轨道”）——因为对大多数不载人的探测器来说，路上多花点时间根本不是事儿，但燃料却是“无价之宝”，在火箭运力一定的情况下，探测器需要消耗的燃料越少，就越能多带点其他有用的东西，比如带更多科学仪器，进而有更多科学产出。

一言以蔽之：又省燃料又路程短又快，不存在的。鱼与熊掌不可兼得。

有赖“胖五”的运力加持，发射后的天问一号可以一次性获得足够大的速度，能被直接送入地火转移轨道。

就是这样一个环绕太阳，能和火星轨道交会的椭圆轨道（图为标准霍曼转移轨道）▼

而如果火箭运力不足以让探测器达到足够高的速度（轨道）的话，探测器就需要先在地球绕上几圈（被送入地球停泊轨道），再通过自己消耗燃料点火一点一点加速（抬升轨道），最终蹭进地火转移轨道。你看，火箭给力的话，不仅能发更重的探测器，带更多东西，而且还能帮探测器省更多燃料。

地球停泊轨道中转的典型代表：印度曼加里安号▼

探测器在地火转移轨道飞行一段时间后就能与火星自然“相遇”，途中无需一直消耗燃料，只需在择机进行的几次点火修正轨道时消耗少量燃料即可。换言之，在火星发射窗口出发，从地火转移轨道飞向火星，这是掌握物理规律的地球人总结出的尽可能节省燃料的一条路线，代价则是需要花费很长的时间，飞很长的路途。

不过，前面的图里其实只是地火转移轨道中最省燃料的一种情况——霍曼转移轨道。探测器与火星交汇时探测器刚好飞过半个椭圆，这时候探测器和火星的速度方向相切，入轨和轨道机动所需的燃料最少。霍曼转移轨道路上一般需要花费6-11个月。

那你说我愿意多花点燃料，想再快一点，路程短一点，可不可以？可以。如果探测器在初始阶段有更高的速度，进入一个更大的椭圆轨道，那么就可以提前与火星交会，这就是快速转移。如果将来我们有载人火星任务，那么燃料相比于人就没有那么重要了，我们会更倾向于更快抵达的方案。

按目前公布的信息来看，天问一号的地火转移之旅需要在路上花费约6个半月（算是很快的了），于2021年2月抵达火星附近。

3、抵达火星附近之后做什么？

天问一号计划在一次任务中实现“环绕、着陆、巡视”三大目标，首先需要完成的就是“环绕”。待到2021年2月，天问一号在抵达火星附近之后需要通过“刹车”减速（近火制动），被火星引力捕获，进入环火星轨道。

不过，天问一号并不会在入轨之后立刻分离着陆装置，而是和NASA的海盗号任务相似，让环绕器先经过一段时间的火星停泊轨道探测，实际考察了着陆区之后再释放着陆装置。可以说是非常谨慎了。

经过2-3个月的在轨运行，调整好轨道，确认了着陆区状况之后，天问一号环绕器将在2021年4月之后释放着陆巡视组合体。

4、“恐怖七分钟”？对，也不对

从进入火星大气层，到着陆火星表面，探测器需要经过一段艰险异常的路程。天问一号的着陆巡视组合体也必须经历这段严酷的考验。
人们常常把这段路程成为“恐怖七分钟”甚至“死亡七分钟”，但其实不一定。

对的地方在于：恐怖确实是恐怖的。着陆过程不仅复杂艰险，而且由于信号延迟和屏蔽，无法得到地面站的支援，一切都要靠探测器自主完成。迄今为止的火星着陆任务近一半折戟于此。

不一定的地方在于：不一定是七分钟。

事实上，目前的火星着陆任务绝大多数是抵达火星后直接着陆的，即使是欧空局的痕量气体轨道器（TGO），也是在抵达火星后先扔下斯基亚帕雷利着陆器，然后才进入环火星轨道的。这就意味着，这些着陆任务在进入火星大气层的时候速度更大，着陆过程所需的时间也更短。

典型的“恐怖七分钟”案例洞察号，进入火星大气层时速度约5.5 km/s▼

但并不是所有的火星着陆任务都这样。如果是先减速进入环火星轨道，然后再分离着陆的话…显然，着陆任务进入大气层的速度会降低不少。以NASA的海盗号任务为例，海盗号是先环绕器进入环火星轨道，对着陆区进行了一个多月的考察之后，才择机释放的着陆器。在这种情况下，海盗号着陆器进入火星大气层的速度是4.6 km/s，比洞察号低了16%。这段着陆过程花了多久呢？大约10分钟 [3]。

那同样采用先环绕器入轨，再择机释放着陆装置的天问一号呢？按目前公布的时序来看，天问一号着陆巡视组合体进入大气层的速度约4.8 km/s，整个着陆过程大约需要8分钟。

这是天问一号的“恐怖八分钟”▼

5、着陆在哪里？

天问一号最初选了2个备选着陆区，有趣的是也和两艘海盗号（Viking 1和Viking 2）很像，分别是1区（克律塞平原）和2区（乌托邦平原） [1]。

根据天问一号项目组最近在《自然·天文》上发表的任务介绍，目前进一步拟定的着陆区是2区（乌托邦平原）[4]——和NASA的洞察号、毅力号任务相对比较近（注意：不是火星车行驶可达的那种近啊别误会！）。

不过，具体的着陆区还要等到环绕器实际打探过一番才会最终确定，还要再等等啦~

6、天问一号，要探测什么？

环绕器携带7种科学仪器，火星车携带6种科学仪器。注意，这里说的都是“科学”仪器，事实上探测器还会携带诸多工程仪器，例如避障相机、监视相机、惯导装置等等。

环绕器科学仪器位置▼

火星车科学仪器位置▼

这其中有些我们在嫦娥任务里就接触过的“老朋友”，例如玉兔号和玉兔二号搭载的次表层雷达（测月雷达），不过玉兔（二）号的两种频率雷达在尾部和底端，而天问一号火星车两种频率的雷达都在前端（总有一种一个没刹住车会戳到自己的错觉orz）；也有一些我们没有见过的新盆友，例如天问一号火星车上的成分探测仪，这是一个和好奇号化学相机相似的“激光笔”，通过高能激光烧灼来远程探测物质成分（老帅了）。

有机会接着安排一期详聊一下每个仪器~不然这期写多了你们又不看了…

整理汇总一下，就是从火星空间环境、到表面、到次表层、到内部结构都一网打尽▼

火星车计划开展约90个火星日的巡视探测；而环绕器则计划开展约1个火星年（约2个地球年）的环火星科学探测。不过在此之前，我们下一个迎来的激动时刻还是抵达火星和“刹车”减速进入环火星轨道（近火制动）啦。一步一步来~

从地球到火星，天问一号需要克服哪些困难？文章戳：为了去火星，天问一号做了哪些准备？。了解更多戳：我国首次火星探测任务命名为「天问一号」，你对行星探测任务「天问」有哪些期待和祝福？

总之，六个半月后，火星再见！

致谢

本文感谢@天才琪露诺的审稿~

本文感谢澳门科技发展基金（FDCT 0042/2018/A2）的支持

出品：科普中国 @中国科普博览

制作：haibaraemily

监制：中国科学院计算机网络信息中心

“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。

本文由科普中国融合创作出品，转载请注明出处。

参考文献

[1] Ye P J, Sun Z Z, Rao W, et al. Mission overview and key technologies of the first Mars probe of China. Sci China Tech Sci, 2017, 60: 649–557, doi: 10.1007/s11431-016-9035-5

[2] What to Expect When InSight Lands on Mars

http://www. planetary.org/blogs/emi ly-lakdawalla/2018/mars-insight-landing-preview.html

[3] NASA |Viking Press Handbook

https:// solarsystem.nasa.gov/mi ssions/viking-1/in-depth/

[4] Wan, W. X., Wang, C., Li, C. L., & Wei, Y. (2020). China’s first mission to Mars. Nature Astronomy, 4(7), 721-721.

[5] 李春来，刘建军，耿言，等. 中国首次火星探测任务科学目标与有效载荷配置[J]. 深空探测学报，2018，5（5）：406-413.

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七月，宜上“火”~

技术上的很多内容， @太空精酿 的回答里都讲了

在看到这条新闻的时候，大多普通网友就已经为这次任务盖章。但你既然刷到了这条视频，就知道事情远没有这么简单——对于航天人和科学家来说，“成功？还有很长的路要走呢”

有朋友说，这个任务难吗？美国已经在过去的几十年内往火星上发射了很多次探测器，成功了不少，现在已经2020年了，只是送一个探测器去火星，难道不是很容易？

我们可以很肯定地说，不是。在聊今天的主题之前，我们先把这个误区给大家解释清楚，去火星这事相当不容易。

今年有三个探测器奔赴火星，但即使是已经有了数次成功经验的美国，我相信他们也不会觉得去火星是件简单的事。

为什么？我给大家看两组数字。

第一组：50%。

这是人类开始火星探测至今的60年里，火星探测大致的成功率，是不是觉得还可以，至少有一半成功？那么，看下对比，人类金星探测的成功率约77%，月球探测的成功率约76%。而火星就一半，所以火星拥有了“探测器坟场”的诨名。

第二组：5500万公里-4亿公里。

这是地球和火星之间的距离。最远的时候，超过了4亿公里。我们每晚抬头都能看到的月亮，距离地球有多远呢？36.3万——40.5万千米。地火距离是地月距离的几百倍，结果就是，探测器去往月球的话几天就能抵达，去往火星的天问一号在路上却要花掉漫长的7个月。

天问一号不仅要孤身一人走过这段很长的路，还准备挑战“一箭三连”——一口气搞定环绕、着陆、巡视，为我们带来更多对火星的认识。

要完成难度这么高的任务，航天人和科学家一定是全程密切关注、坐在电脑旁，对天问一号下达各种指令，进行精密操作吧？

你的脑海里是不是已经有画面了——

然而，实际情况大多数却是——

这里我们再补充一个背景知识，受制于通讯，天问一号在深空的大多情况下是无法被远程协助的。

有的朋友比较内行，可能会纠正我说“不对！为了解决探测器远程探测的难题，深空探测天线站佳木斯站、喀什站，海外测控站，都在建设、更新，中国将逐渐拥有在地球和宇宙之间近乎无死角的深空通信能力。有图有真相！”

说的没错。不过，我们还是没办法实时操控奔赴火星的天问一号，主要还是因为地球到火星实在太远了，信号传输需要时间。

当地球与火星处于最大距离时，通信信号光速传输单程就需要22分钟！22分钟的延时是什么概念？想象一下这个场景——你开启了一把紧张刺激的实时竞技游戏，开局，你发出了“请求集合”的信息，你的队友们在22分钟后，收到了这条莫名其妙的信息并看了看他眼中呆若木鸡的你，看了看惨败的战绩，点击了“收到”并集体将你举报。

也就是说，天问一号大多时候必须独立作业来规避延时。

可以这么理解，她初次上场，刚出地球这个新手村，便被告知“你已经是一个成熟的探测器了，要尽量独立解决前所未有的难题，我们已经把秘籍都传授给你，带着全村的希望，出发吧！”

那么，这个“被迫成熟”的探测器是如何决胜千万里之外，进星赶考，独当一面的呢？这个问题正是接下来我们要聊的主题，我们结合着她的三个目标一起说：

目标一：火星环绕。

顾名思义，就是一圈一圈环绕着火星并在过程中展开各项探测。

想要进行环绕，就要先从地球到达目的地——火星轨道。这个难度相当于——从巴黎打一个高尔夫球，正好落到东京的某个球洞里。靠奇迹吗？不，靠科技——从地球飞抵这个轨道，探测器需要6至11个月的时间。

期间会受到太阳系内多个天体的引力扰动，还会受到太阳风、空间辐射的干扰，探测器会通过内置的陀螺仪、天文导航、多普勒导航等多种系统来对自身的姿态与位置进行确认，同时与地面超算平台得到的轨道进行比对，进行调整。

而且，火星质量仅有地球的10.7%，与地球相比非常轻，引力影响范围很小，所以，本来高速飞行的天问一号到了火星附近时，还必须及时刹车，准确滑入环绕火星轨道。这些动作不仅要一气呵成，还不能出一点差错，否则便是“星际迷航”，且没有“回头路”可言。

目标二：火星着陆

经过2~3个月的环绕，有了环绕时的测绘积累，天问一号对着陆区将会有更多了解，按照计划，天问一号的环绕器和火星车、着陆平台会进行分离，轨道探测器留在火星轨道继续空中探测，火星车和着陆平台将执行惊心动魄的第二个目标——在“探测器坟场”跨过鬼门关——下降并着陆。

在这无法人工干预的短短八分钟之内，探测器需要先把速度从每秒4.8千米的降为0。火星着陆器需要隔热罩、降落伞、反冲发动机等联合工作。这个降落过程有超过1000个动作，全部靠探测器自主完成。

接下来，当距离地面100米时，它还要悬停。此刻，探测器相对地面的速度已经是0了，需要看一下地面有没有坑、有没有大的石头，对这些障碍物进行规避，调整一个相对安全的位置，保证顺利落地。

目标二的时间很短，大概有7到8分钟，但却是整个任务的关键和难度巅峰，人类一共有15次火星着陆任务成功进入了火星大气层，但只有8次任务成功着陆并顺利开展探测工作，近一半的考生在这一关卡“名落孙山”。

目标三：火星巡视

火星车与着陆平台平稳降落后，将在火星上走走看看，开展科学探测。

“天问一号”有五大科学目标，主要涉及空间环境、表层环境、地下浅表层结构等研究，火星车上携带的6种载荷将对相关科学问题开展探测，比如大气环境测试仪，可以获取火星温度、风力等信息。

这些问题听起来很枯燥，但其实我们关心的那些问题——比如，火星上有生命吗？人类有可能移居火星吗？这些科学问题都需要通过细致的研究才能回答。可以说，天问一号在火星走出的每一小步，都是中国深空探测的一大步。

这里，我们想再说一点感想。

从宏大的空间尺度看，地球不过是太阳系的暗淡蓝点，天问一号更是无比渺小，微不足道；从长远的时间尺度看，终有一天我们会冲出地球、冲出太阳系，踏足其他行星甚至其他星系，到那时，天问一号也许早已被淹没在时间长河里，成为历史的一部分。但我们仍然希望，无论到何时何地，我们都能记住开启了中国行星探测历史的天问一号，因为它寄托着中华民族自数千年前就开启的问天梦想，承载着我们最初的、无穷的想象和勇气。

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技术上：光刻机的制造和使用工艺。

金融上：打破美元的霸权。

军事上：台湾问题。

别的问题（房产绑架经济、老龄化、东西部平衡等）都是发展中的问题，都是可能通过发展来解决的。

上面列的3个问题是当前面临的核心问题。

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  wang-jia-48-31 网友的相关建议: 
      

我曾经看到过一句话，说的是：2.6亿老年人，至今没能进入互联网时代，而2021年上半年，我朋友圈子里议论最凶的不是明星八卦，而是第七次全国人口普查结果何时出炉。到了5月11日，靴子落地了。

千百条数据中，一行字尤为瞩目：60岁及以上人口占18.7%，65岁及以上人口占13.5%。

与中国发展速度一同狂飙猛进的，是人口年龄。60岁及以上人口26402万人，这个群体在网络和纸媒没有太多声量。低调，安稳，是老年人平安度过余生的底色。

信息化和老龄化，长期并存交织。《中国互联网络发展状况统计报告》指出：截至2020年3月，网民数量发展至9.04亿人，互联网普及率达64.5%，然而，60岁及以上网民占比却只有6.7%。

他们当中的绝大多数，甚至不懂得怎么用手机扫码买下一块豆腐。

几个关键词可以概括，脱节，失速，加剧。互联网世界是割裂再缝合的。在虚拟的一侧，我们已经在月球上规划城市天际线；在现实的一端，我们仍需要在流动摊点排队购买煎饼果子。一定程度上说，当今社会早已步入文明和繁华，而在暮色四合之际，回望身后，也有一些人被数字的洪流裹挟着踽踽前行。

生活中并不鲜见这些场景：老人站在公交的投币口，颤巍巍地数着手中的硬币；站在地铁口的自动售票机前，圆瞪双眼辨识密密麻麻的站点信息；向收银员递过去几张边缘磨得发毛的票子，却被一句彬彬有礼而拒人千里的“对不起，不设找零”将现金挡了回来；要去大城市探望儿孙，却不懂得如何用智能地图导航……

似乎有一个不成文的规定：电子设备和软件是专门设计给80后、90后甚至00后的。任何新生事物，只要他们会使，就等于所有人都会使了。

这个“规定”对于老年人来说，有点像是站在一台倾角在25°以上、时速10公里的跑步机。他们虽然已经在努力前行，然而自己还在不断后退。

有时候，我们也会畅想未来，二十年后，是否就能实现人机交互的大发展？水银泻地一般的VR、AR和脑机接口，哪怕是走在旷野和荒漠里，也像是在小区中散步一般，处处可以歇坐休息，时时都有清凉饮料供应，永远不会担心迷路，一个彻底消除电量焦虑的梦境。

然而，真有那么一天，你我还能跟得上趟吗？

后之视今，亦犹今之视昔。

想要解决这个问题，不仅需要政府牵头，更需要科技厂商们参与。

与年轻人相比，老年人的学习能力显然无法应付科技的迅猛更迭。为了少犯错，少损失，他们宁可一成不变。

2020年11月24日，《国务院办公厅印发关于切实解决老年人运用智能技术困难实施方案的通知》公开发布。

工信部印发《互联网应用适老化及无障碍改造专项行动方案》，方案决定自2021年1月起，在全国范围内组织开展为期一年的互联网应用适老化及无障碍改造专项行动。

助老、适老这件事，不能再拖了。

而想让老年人一同分享科技进步带来的便利，援手由科技厂商伸出，是解题的关键。

工信部公布的首批“适老化”和“无障碍”名单中，就网罗了115家热力值极高的主流网站和43个高频使用的app，涉及媒体、交通、社交通讯、电商购物、搜索引擎、金融、医疗等领域，堪称网络时代的“引水入户”工程。

互联网出行平台火速响应，上线“一键叫车”、“老年人电话叫车”功能，针对视力障碍人群推出的“无障碍出行”则覆盖主要城市74座，使携带导盲犬的乘客不再有被拒载的苦楚。

到了医院开门的时间节点，也正是早高峰期间，老年人去医院取药，也能靠网约车顺心直达医院药房。

而各大通讯交互平台，也都推出“屏幕共享”和“远程协助”功能，将老年人与子女千里连携。子女只需要抽空和父母连线，就能通过手指轻触直连老人的电脑，消除“病灶”，避免了叫人上门维修的不必要花销。

国产智能手机品牌随之跟进，在手机中搭载“简易模式”、“屏幕共享”和“远程守护”功能，大大降低了老年人掌握新机核心用法的学习成本。

适老化与无障碍改造专项行动春蕾初绽，却已满山红遍。

对于老年人来说，行走在互联网时代，也如同在冰窖中前行，处处是黑暗和冰冷。在这黑暗与冰冷中的微弱光辉，是由智能手机照亮的。离开家门后，地铁长廊里、医院药房外、银行柜台门口、郊野公园候车处，它可能是唯一的、指引回家方向的光。

学会用智能手机，就等于学会上网。

除了在产品层面做适老化改造，大公司中，贝壳找房还在公益层面做了许多工作。

贝壳找房从2019年起开始发力“我来教您用手机”公益行动，通过定期开展的培训和实操课程，逐个社区地扫除盲点。培训课堂和到店咨询双管齐下，帮助老年人掌握手机基础用法——尤其是与生活相关的功能。公益教学持续开展，已遍及全国14个城市的352个社区，累计开展手机学习课程超过3500节，参与量多达11万人次。

贝壳教给老年人的操作方法是更为本源的模式与套路，是一种标准制式，而非专门与特例。大量的重复教学，对贝壳员工的耐心提出严苛的挑战。这场教学，既是泛读，也是精讲。

可以想象，在未来，一键报警、亲友代支付、老年人健康档案管理等更多适老化服务的提供和接入，也将逐步建立。科技绝不仅是算法与机械，它还是进步的思维与心怀弱者的温情。有人说，技术的进步是在黑暗中踩在坚冰上前行。正因如此，才要向黑暗和冰冷回敬以冷冰冰的代码。然而科技的内在应该是温暖的，因为不讲人情的科技是速朽的。

现在，真正通向科技新纪元的道路，也许正在搭建中了。

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