火星探测器总设计师孙泽洲：今年9月，天问一号将失联一个月

“现在天问一号距离地球超过3亿公里，时间延迟超过20分钟。今年9月，太阳会运行到地球和火星之间，出现日凌干扰现象，也就是太阳发出的强烈电磁波，会对无线电通信产生干扰，天问一号就无法跟我们地面建立联系了。这个过程大概持续一个月，更需要发挥天问一号的自主性。”2021年7月17日，火星探测器总设计师孙泽洲，在“墨子沙龙”讲述了天问一号背后的故事。

【火星的今天可能是地球的明天】

人类为什么热衷于探测火星？

火星的自转周期跟地球非常相近，它是24.62小时，地球是23.93小时。火星有稀薄的大气，虽然大气成分主要是二氧化碳，但它有一定的温室效应，昼夜温差相比月球小很多。行星科学家认为，火星的演化跟地球有很多相似之处，但由于火星的质量比较小，内部的能量消耗得比较快，它更接近行星的晚期，不像地球那么充满活力。

“火星的今天可能是地球的明天，认知火星，可以更好地了解地球的未来。”孙泽洲说。

孙泽洲

早在1960年，也就是人类的第一个人造卫星发射后不到三年的时间，苏联就发射了火星探测器，由于当时的技术水平，它最终并没有到达火星，但开启了人类探测火星的序幕。

从1960年到1976年，全世界共实施了23次火星探测任务，但成功率较低。1965年，美国的水手四号火星探测器，首次在距离火星表面9800公里的地方掠过，传回了世界上第一张火星表面照片。1971年，美国的水手九号火星探测器传回了7329张火星照片，绘制了火星85%的地图，分辨率为1-2千米。1976年，美国的海盗号，以探寻火星表面生命为目标，完成了环绕和着陆火星探测。

之后，火星探测进入沉寂期，仅苏联在1988年实施了两次任务。从1991年至今，火星探测进入第三阶段，以科学探测为主要目标，进一步拓展到火面巡视探测。

【如何安全度过“魔鬼9分钟”】

2021年5月15日，天问一号着陆于火星乌托邦平原南部预选区域，在火星上首次留下中国人的印迹。5月22日，“祝融号”火星车缓缓驶下着陆平台，并向前行驶0.522米，成功实现了“绕、落、巡”的任务目标，一步达到当今世界火星探测的“最高峰”。

天问一号的着陆巡视器，进入火星大气层降落到火星表面，9分钟内要完成十几项关键动作，由于地火距离远，时间延迟长，地面完全无法干预，需要探测器自主完成着陆，因此被称为“魔鬼9分钟”。

如何安全度过“魔鬼9分钟”？“98%的速度是靠气动减速段和降落伞减速段完成的，这也是最关键的。”孙泽洲介绍，天问一号在国际上首次采取基于配平翼的弹道-升力式方法进入火星大气，这套系统的重量只有15公斤，是美国方案的十分之一，提升了着陆巡视器系统功能和着陆安全裕度。此外，还设计了基于光学影像和激光三维图像的全自主避障策略。着陆巡视器在距离火面1000米左右时进行粗避障，在距离火面100米时悬停、精避障，自主识别着陆点，最终着陆至安全区域。

天问一号如何在火星沙尘暴中活下来？火星的风速可达每秒180米，掀起大量的沙尘、石块，形成特大沙尘暴。最严重时超过99%的太阳光被阻挡，且持续时间可能长达几个月。孙泽洲介绍，科学家们研发了新型不易沾灰材料作为太阳翼盖片，即使沾上了也可以通过震动将灰尘轻松抖落。天问一号在国际上首次采用基于太阳能和温度的全自主休眠唤醒技术，可在恶劣环境下自我保护。