肩负着中国首个登陆火星使命的大型运载火箭抵达发射台，已经于周四发射。此次的火星登陆计划是一个极有野心的尝试，它将在火星的轨道上放置一个轨道航行器，并在地面放置一个机器探测器。

　　中国的长征五号运载火箭于7月17日离开装配大楼，抵达海南岛的文昌航天发射场，准备首次公开亮相。来源：新华社

　　中国的天问一号计划是本月将要发射往火星的三个航天探测器中的第二个。选择在本月发射火星探测器是因为火星在本月将会公转至发射的最佳位置。这样的发射机会每26个月只有一次。

　　日本的H-2A火箭于上周日搭载由阿拉伯联合酋长国和美国科学家们合作打造的“希望号”火星探测器发射升空。而NASA的阿特拉斯-5型运载火箭则将于7月10日搭载NASA的“毅力号”火星探测器从卡纳维尔角发射升空。

　　阿拉伯联合酋长国、中国以及美国的火星探测任务都将于2021年2月到达火星。

　　据公共通告对来往船只避开发射飞行器降落下降区的警告，一枚长征五号运载火箭已经于周四中午搭载天问一号火星任务发射升空。

　　在发射之前，中国还未官宣发射的日期。中国官方媒体也仅仅只公布了发射日期大约定在七月底或八月初，且官方要员还未确认发射过程是否会在电视上进行现场直播。

　　此次发射是中国最强大的运载火箭——长征五号运载火箭的首次飞行任务。海南岛文昌太空发射中心（中国最新的发射地）的地面工作人员于上周五将长征五号运载火箭移送到发射台进行发射前的最后校验。

　　自重型发射装置于2016年首次公开亮相后，中国已经发射过四个长征五号火箭。其中的三次发射任务都取得圆满成功，包括最后的两次飞行测试。

　　此次的长征五号运载火箭将会搭载天问一号宇宙飞船离开地球，进行长达7个月的太空航行，最后到达火星。在继一系列复杂的月球探察之后，此次极具野心的太空任务是中国第一个将航天探测器送往另一个行星的任务。

　　近年来，中国向月球发射了两个探测器，其中包括第一个能够探索月球背面的探测器。中国的下一个月球探测任务——嫦娥五号，将于本年末发射，其任务是携带月球的样本归航。

　　中国于2016年启动l火星探测计划的开发。

　　此次火星计划是中国把机器探测器送往火星的第二次尝试。中国的第一个火星探测任务——萤火一号，在搭载俄罗斯的火卫——格伦特火箭发射升空后被困在了地球轨道。

　　一张位于红色目标星球的中国火星探测器的艺术加工图 （图片来源：CNSA）

　　万卫星先生是中国火星探索计划的首席科学家，他在本月发行的自然与天文学这一科学杂志中的一篇文章中这样说：“中国探月工程的成功为完成国家行星探索计划的下一个目标——火星积攒了丰厚的经验。中国将首个火星探索任务命名为天问1，并致力于在同一次任务中完成绕火星运行、着陆以及在火星表面漫游三个环节。”

　　万老先生在5月20日因疾病缠身不幸离世了。据中国国家航天局（CNSA）说:中国官方在四月时宣布了这一国家行星探索计划的名称为天问。“天问”这一名字取自中国古代诗人屈原的一部作品，意味探求天地的真理。

　　CNSA在声明中表示：“中国的首个火星探测器将针对火星土壤、地质结构、环境、气候及水资源承担科学调查的任务。”

　　根据《自然-天文学》发布的任务总述，天文一号整体重达11000磅，约等于5吨，燃料充足以备发射。

　　假如本月的此次发射成功，天问一号将在2021年2月到达火星轨道，最终将在一个165米-7500米的圆周内着陆。

　　到明年四月，环绕器与着陆巡视器（火星车）分离，着陆器离轨，穿过火星大气并着陆。天文一号着陆任务的地点首选在乌托邦平原，这是火星北半球的一个广阔平原，轨道上的雷达探测器曾显示这里埋藏着大量冰，其储水量超过苏必利尔湖——世界上面积最大的淡水湖。

　　天问一号重量大约529磅，约等于240公斤，约为中国月球探测器玉兔号的两倍重。

　　中国官方表示：轨道飞行器设计旨为服役至少一个火星年，约为两个地球年。这个太阳能的火星探测器配备了6个轮子供其灵活移动，预期寿命至少可达90天。

　　天问1号轨道飞行器和火星探测器的艺术插图（图片来源：CNSN、中国科学院、Nature Astronomy）中国科学家表明，天文一号的任务是：对火星进行全面探测。包括测量土壤及岩石成分、探寻地下水冰是否有存在的迹象，以及探究火星的磁层和大气层。轨道飞行器和火星探测器的任务也包括观察火星的天气以及探索其内部结构。

　　轨道飞行器的七个设备包括：

• Medium-Resolution Camera 中分辨率相机
• High-Resolution Camera 高分辨率相机
• Mars-Orbiting Subsurface Exploration Radar 火星轨道地下探测雷达
• Mars Mineralogy Spectrometer 火星矿物光谱仪
• Mars Magnetometer 火星磁力仪
• Mars Ion and Neutral Particle Analyzer火星离子和中性粒子分析仪
• Mars Energetic Particle Analyzer 火星高能粒子分析仪

　　为了保护探测器，天问1号会装在隔热罩内，因为探测器下降到火星表面时，温度会非常高。在着陆器从轨道母舰处分离后，它将会进入这个红色星球的大气层，部署工作包括：准备好降落伞，然后发射制动火箭以减速降落。

　　已故中国首席科学家，万老先生，曾在《自然-天文学》中写道：“天问1号将第一次尝试进入轨道、着陆并分离探测器，并在轨道飞行器存在的情况下，协同观测火星。从来没有以这样的方式执行过行星探测任务，一旦成功，就将意味着一项重要技术取得巨大突破。”

　　“以科学的角度来看，天问1号执行着最全面的探测任务，包括探测火星形态、地质情况、矿物学、空间环境以及土壤和水冰的分布状况。”

　　火星车的六个科学有效载荷包括:

　　●多光谱照相机

　　●地形照相机

　　●火星探测器地下探测雷达

　　●火星表面成分探测器

　　●火星磁场探测器

　　●火星气象监测器

　　天问1号是一个由中国引领的项目，但来自不同国家的科学家们都同意协作这一项目。来自法国的天体物理学和计划学研究所(IRAP)协助在天问1的着陆巡视器（火星车）上安装了一个内含激光的击穿光谱仪。来自奥地利科学院太空学会的科学家们则为天问1的环绕器设计了磁力仪并且帮助矫正了飞行设备。阿根廷则是一个中国拥有的深空追踪天线的家园，这个设备将在天问1发射后起到与其交流的作用。欧洲航天局也同意用它全球范围的深空追踪站的网络支持与天问1的交流。

　　长征5号整流罩上的LOGO——包括：欧洲航天局、法国航天局（CNES）、阿根廷航天局（CONAE）、奥地利科研促进署（FFG）（图片来源：新华网）。

　　当火箭起飞时，10个液体火箭发动机将以接近240万磅（约1090万牛顿）的推力推动“长征5号”箭体和"天问1号"离地。

　　火箭从海南岛起飞后向东飞行并飞跃南海。“长征5号”的四个捆绑式助推器，将在火箭起飞三分钟后分离，随后溅落在南海中，其中每个助推器由两台YF-100型煤油发动机推动。 与来自中国内陆航天发射场不同，从海南文昌起飞的火箭是沿着海上轨道飞行的，这样火箭就可以把助推器和一级火箭抛离到海上而不是陆地上。

　　芯级上的两台YF-77型氢氧发动机以超低温液氢和液氧为燃料，可以工作近八分钟。在一级火箭燃烧的过程中，载荷上的掀盖式整流罩将在火箭穿过底层的浓厚大气层后被抛掉。

　　二级火箭上应用的是两台可以关机并重启的YF-75D型液氢发动机。二级火箭计划进行两次点火，直到“天问1号”进入地火转移轨道，开启7个月的火星征途。

　　作者：Stephen Clark

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　　参考资料

　　1.WJ百科全书

　　2.天文学名词

　　3.原文来自：https://spaceflightnow.com/2020/07/21/china-moves-massive-rocket-into-place-for-ambitious-mars-shot/

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