中國首次火星探測任務「天問一號」火星探測器發射成功，你有什麼想說的？這次任務有哪些重大意義？
今天，我國在海南島東北海岸中國文昌航天發射場，用長征五號遙四運載火箭成功發射首次火星探測任務天問一號探測器。火箭成功將探測器送入預定軌道。天問一號探測器將在地火轉移軌道飛行約7個月後，到達火星附近，通過「剎車」完成火星捕獲，進入環火軌道，並擇機開展著陸、巡視等任務，進行火星科學探測。（來源：央視新聞 總台央視記者崔霞）
據國家航天局 7 月 17 日公布，長征五號遙四運載火箭在中國文昌航天發射場完成技術區總裝測試工作後，垂直轉運至發射區，計劃於 7 月下旬擇機實施中國首次火星探測任務「天問一號」。
人在文昌，剛結束航天保供電工作，假裝謝邀。
現場直擊「天問一號」發射
南網50Hz的視頻 · 2.4 萬播放▲現場直擊：「天問一號」升空！褚浩霖 攝
我是南方電網海南文昌供電局的員工沈文科。去年，我開始接手航天保供電設備運維管理的工作，「天問一號」探測器已在文昌發射場成功點火，這是我完成的第四次航天保供電工作。2019年「胖五」再一次發射，距離上一次已經兩年之久，當時負責航天保電的同事對於這一塊的記憶已經模糊，對於這一塊的工作，我基本是從0開始。方案、策略、報表......數不清的資料需要學習，熬夜梳理、摸索，經歷了好幾個星期，才逐漸上手。
每一次接到保供電任務，我內心是拒絕的，方案、報表接踵而來，每一次保電都會有新的問題，都要比上一次更加完善，我的周末離我也越來越遠。我本是一個很慢熱的人，不太善於與長輩、陌生人交流，但是，這航天保供電工作不止是我一個人的事，需要大家的共同努力，共同付出，為了做好設備運維工作，要與多個部門、單位進行溝通，經常一天的電話100+，有一段時間，一聽到電話鈴聲就頭皮發麻，起雞皮疙瘩，也想過，關掉聲音裝作聽不到，可是一想這麼重要的工作，容不得我的「矯情」，硬著頭皮接著干。
2019年年底，忙活了兩個月後，在辦公樓里看著遠處一團飛向蒼穹的亮光，那是我第一次親眼見到火箭，這一次的用電保障有我參與，兩個月的痛苦與磨練，化成的這一道光，讓我的心化了，那一瞬間，所有的辛苦與付出都值得。
其實，每一次航天發射，對於我們而言，都一樣，就是做好保供電工作，但又不一樣，是一次又一次的成長，一次又一次的磨練，兩年後的新出發、疫情期間的雙發，以及這一次的火星探測，每一次都是新的，每一次都是比上一次更好。
以往都是在傍晚發射，所以大家早上開始值守，而這一次是中午發射，所以，從23日零點開始，我們必須進入狀態，值守時間長，又是通宵，說實話，真的很累。而在現場值守的夥伴們，在荒郊野嶺，要應付蚊蟲的叮咬，要克服對夜晚的恐懼，在辦公樓里值守真的已經算是一件「美差」。
終於，2020年7月23日12:41，長征五號遙四運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空，首次火星探測任務天問一號火星探測器發射成功。
對於祖國而言，是綜合實力的體現，是朝航天夢邁進的一大步，對於我而言，是一次保供電任務的再一次成功，標誌著我周末可以睡懶覺啦。
（南方電網海南文昌供電局 沈文科）
凌晨1時15分，鬧鐘準時響起，剛躺下沒多久的我又起床了。怕自己忘記，手機備忘錄里詳細寫著拍攝任務：局辦公大樓值守、東郊所接入照明燈、凌晨堅守崗位的保電團青......
拒絕了同事陪同的好意，第一次在凌晨一個人開車，說不害怕那是騙人的，但想到有那麼多同事在現場堅守崗位，頂著洶湧襲來的困意，我加大油門趕往現場。3時，東郊供電所保供電人員集結到位，各小分隊前往疏散安置點接入應急照明燈，為的是在村民轉移過程中提供照明。夜路雖漆黑，內心卻很溫暖。
結束拍攝回到宿舍，此時天剛剛破曉，簡單整理好圖片和文字後，我洗了把臉又出發了。早上9時30分，我和同事來到此次發射保供電服務現場。儘管正值酷暑三伏天，但高溫抵擋不了大家對火星的「追求」。航天愛好者、附近的村民和像我們一樣為發射任務提供服務的工作人員擠滿了天台，可見火星的吸引力多大。
12時20分，在室內吹空調的人紛紛走出來，大家都默契地調整拍攝角度，只為抓住火箭發射那一瞬間的火光。20分鐘後，人群里開始倒計時：5、4、3、2、1！只見不遠處發射塔架中間有一團火光迅速升空，以驚人速度升向蒼穹，在空中划出一條完美的拋物線。儘管這是我第三次觀看火箭發射，但每一次都心潮澎湃。這一次火星探測任務「天問一號」發射成功，意味著我國在探測火星上又向前邁進一步。想到這一步凝聚著保電人員的小小力量，我倍感自豪。特別想說一句：南網人圓滿完成此次航天發射保供電任務！
（南方電網海南文昌供電局 王萍）
保供電長啥樣？Po幾張圖簡單感受一下吧
這次保供電涉及重點場所8個，重要變電站19座、輸電線路29條、配電線路13條。7月21日，特級保供電進入實施階段，包括但不限於重要保供電變電站的特巡特維，以及相關設備的定檢、維護、消缺工作；重大及以上樹障清理；積極協助指導重要客戶修編保供電方案，客戶側保供電方案編製等等。
特級保供電期間，南方電網海南電網公司通過500千伏海底電纜與南方主網聯網運行，原則上不安排對系統安全和供電可靠性有較大影響的檢修及試驗工作。同時，海南電網公司組建了應急隊伍42支共942人、庫存物資25748萬元、應急電源車34輛24小時值班待命，全力確保發射任務保供電工作萬無一失。
其實，
從文昌衛星發射基地開建的那一刻開始
南方電網人就開始了8年的馬拉松式保供電
2016年6月25日的「長征七號」首發保供電後
便正式踏上了常態化實施航天發射保供電的征程
有我南網電
護你上青天
中國的航天夢
也是電力人的夢
希望在我們每一個人的守護下
中國飛得更遠
發射前往火星，天問一號八大闖關之旅正式開啟！
2020年7月23日12時41分，我國首個獨立火星探測任務天問一號搭乘長征五號遙四火箭，從文昌航天發射場成功升空，下一站火星！
圖片來源：江程傑
兩千年前，屈原在長詩《天問》中發出了「九天之際，安放安屬？」和「日月安屬，列星安陳？」的曠世之問。兩千年後，中國航天人要用實際行動給出解答：行星探測計劃「天問」啟動，而執行第一站任務的就是去往火星的天問一號。
火星是地球的鄰居，二者同為岩質行星，演化與構造類似。火星上有水、稀薄空氣、與地球類似的元素、小分子有機物和太陽系最壯觀的山川峽谷等，是地球演化歷史和未來的重要參照，更是人類夢想成為「跨行星生存物種」的完美下一站。
地球和火星對比（圖改自：NASA）
為征服眼前這個熒熒如火的星球，中國航天人進行了數年的努力。如今，天問一號的闖關之旅才剛剛開始。
第一關：必須抓住的發射窗口
跟火星比起來，地球距離太陽更近，環繞太陽一周需要約365天，火星則需要約687天。這種「不同步」導致地球和火星之間距離在時刻變化，從5500萬千米到4億千米不等。從地球視角來看，二者每約780天才會合一次：在780天內地球運行了2周49度角，恰好超過了火星1周，二者距離達到一次最近
地球和火星的軌道周期、會合周期示意圖（圖片來源：作者繪製）
人類航天雖然經歷了數十年發展，但運載火箭依然以利用化學能為核心，遠達不到科幻電影中無視星際旅行距離「橫衝直撞」的設定。因而，火星探測器的發射時間要求很苛刻，必須在每次地球和火星會合時機之前幾個月、火星相對於太陽的位置領先於地球44度角左右的時候出發，瞄準6-11個月之後火星的位置，開啟火星探測之旅。
2000-2022年地球和火星距離變化，各火星探測任務在太空中飛行的時間區間（圖片來源：作者繪製）
由於每次地球和火星會合機會帶來的理想探測窗口僅在1個月左右，探測任務如果趕不上出發，就要等待26個月後的下一次機會。這對於存在設計壽命、且有著巨大保管維護成本的探測器而言，是很難接受的。例如， NASA局長曾說毅力號火星車錯過2020年7-8月發射窗口的代價至少是5億美元的損失。
第一關，天問一號已經完美通過！
第二關：強力的運載火箭
在人類航天探索中，航天器的速度是最重要的核心。
三大宇宙速度是人類航天探測的三道鴻溝（圖片來源：作者繪製）
想實現火星探測，意味著探測器不僅要突破第二宇宙速度，完全擺脫地球引力，還要在此基礎上進一步加速，在抵達火星前儘力擺脫太陽（是地球質量的30餘萬倍）引力的巨大影響。這對探測火星的運載火箭要求極高，基本都是各國最為強力的火箭系列。即便如此，探測器占火箭總體質量的比例都在1%以下，絕大部分質量都用於裝載推進劑，這是人類航天夢想的巨大代價。
對於總重5噸左右的天問一號而言，帶它前往火星的就是長征系列中最強的長征5號火箭。
近幾年世界各國火星探測任務的主力火箭（圖片來源：作者提供）
第二關，「胖五」托起天問一號飛向火星的夢想已經實現！
第三關：霍曼轉移軌道
1925年，德國航天工程師瓦爾特·霍曼博士出版了圖書《Die Erreichbarkeit der Himmelsk?rper》，在書中提出了著名的霍曼轉移軌道。他或許沒有想到，這個理論成為後來人類幾乎所有火星探測任務的基礎。
霍曼轉移軌道的理論認為：在地球出發時（假設地球火星均為圓軌道），探測器需要達到32.7千米/秒的速度，超過地球本身的速度（29.8千米/秒），加速。在抵達火星時，探測器速度為21.5千米/秒，低於火星運動速度（24.1千米/秒），再次加速。不過由於火星引力加速和大部分任務目標是環繞火星等原因，「再次加速」實際上是火星附近制動工作，以切入環繞火星軌道。飛行過程中，為應對外力可能造成的軌道偏移，也僅需推進系統短暫工作微調，絕大部分時間自由飛行。
火星探測霍曼轉移軌跡示意圖（圖片來源：作者繪製）
整體上，霍曼轉移方案非常簡單，軌道是半個橢圓，鏈接了地球軌道和火星軌道，全程在6-11個月時間。它能夠最大限度節省推進劑，最大限度減少操作，是人類火星之旅的最優方案。
第三關，天問一號已經在切入霍曼轉移的路上！
第四關：深空導航制導與控制
茫茫深空，此前各個探測任務採用的霍曼轉移軌道普遍在4-7億千米的長度，6-11個月的旅程。對於天問一號，它的軌跡耗時7個月左右，預計於2021年2月中才抵達火星，需要走過的路已經遠遠超過了中國此前的航天任務。我們熟悉的天宮和神舟任務距離地球表面僅400千米，北斗星座距離地球表面僅20000-36000千米，嫦娥距離地球38萬千米。但它們相比天問一號而言都可以用「微不足道的距離」來形容，這也意味著對天問一號的導航制導與控制變得異常艱難。
功勛卓著的遠望6號航天測量船也為天問一號保駕護航（圖源：我們的太空）
一方面，在出發階段，需要陸基測控站和萬噸級遠望系列航天測量船全程保駕護航。出發後，需要龐大的深空探測天線網路覆蓋整個天域，保證它在整個探測火星過程中都能跟地球有效通信，要知道，天問一號距地球最遠的時候，即地球和火星距離達到4億千米，這個距離單程都需要光速飛行22分鐘！
另一方面，天問一號也需要自主導航和控制，精準確定自身位置和姿態。例如利用恆星敏感器把自己的姿態確定到角秒級的精度，而1角秒僅僅是1度的3600分之一！
第四關，地球上的中國航天人和太空中的天問一號，正常通訊中！
第五關：「繞、著、巡」，一個都不能少
人類探測火星60年來，共有四種任務類型：驚鴻一瞥的「飛掠」，登高望遠的「環繞」，觀天測地的「降落」和自由移動的「巡視」。其中，「飛掠」僅是在早期技術不成熟或其他任務兼職探測火星時使用，另外三種是近些年來的任務類型主力。
人類目前有四種火星探測任務示意圖，未來在計劃突破第五種：採樣返回（圖片來源：作者繪製）
其中，環繞器（軌道器）能長期環繞火星，採集海量的數據，全方位研究火星磁場、大氣、重力場、水、淺層土壤、地質地貌等方面，還能起到信號中繼作用，服務於降落在火星表面的著陸器和巡視器。著陸器能仔細研究火星表面的各種細節，但由於著陸機構重量和自身能量限制，無法移動和自由巡視。巡視器可以隨處移動，意義不言而喻，它的質量能更多集中於科研載荷，從事多地點多方面的精細研究。
一般而言，火星探測任務都會採取「繞」、「落」、「巡」分開的形式以降低難度。即便如此，幾十年來人類探測火星的任務成功率僅有一半左右。而這次天問一號的選擇是：「小孩子才做選擇，繞、著、巡，我都要」！它包括了環繞器、著陸器和巡視器三個部分。
第五關，最複雜的火星探測任務正在路上！
第六關：切入軌道，靜待時機
經過近7個月的長途旅行，2021年2月中，火星終於出現在眼前，天問一號也將被火星引力俘獲。環繞器此時要執行最為關鍵的一步：制動進入環繞火星軌道。為最大限度節省推進劑，天問一號的三個部分將會整體進入環繞火星的大橢圓軌道中，沒必要追求更消耗推進劑的圓形軌道。
這個方案不同於進入21世紀後的歐洲兩次類似任務。它們都是抵達火星後立即分離，著陸部分並不進入環繞火星軌道。這樣雖然可以大大降低環繞器的制動變軌壓力，但代價也是慘烈的：火星快車號和微量氣體探測器任務的著陸部分均宣告失敗。重要原因之一在於給著陸留下的選擇窗口太短，因而天問一號並不採用這種方案。
天問一號：前部為著陸器/巡視器組合體，後部為環繞器（圖源：中國航天局）
在隨後約2個月的環繞火星時間內，是天問一號的環繞器最為繁忙的時間。它需要逐漸開啟自身的7個有效載荷，認真研究火星表面的情況，反覆確認著陸地點和最優著陸窗口。一旦確認後，二者分離，環繞器繼續在軌工作，著陸器攜帶巡視器開始最為艱難的火星著陸之旅。
第六關，環繞器是重中之重！
第七關：恐怖七分鐘！
由於距離過於遙遠，地球和火星雙向通訊延時將長達幾十分鐘。且火星著陸時間一般僅在7-8分鐘左右，地面工作人員不可能人工控制複雜的火星著陸過程，這一切全要靠著陸器自己完成。
火星有大氣，但又特別稀薄。這成了航天人又愛又恨的因素：一方面，可以利用大氣氣動減速，使用降落傘；另一方面，必須找准進入角度，過大會著陸器過熱焚毀，過小會打水漂一樣滑入深空，根本無法著陸。更重要的是，火星大氣的密度還太低了，甚至還不足地球大氣層的1%，即便最大極限地利用了火星大氣減速，依然無法把速度降到理想狀態，要想著陸火星必須自帶反推火箭。
讓我們來大概描述一下天問一號著陸的過程吧：
剛開始，通過整體和隔熱大底氣動減速約5分鐘，著陸器速度從約5千米/秒減速到數百米/秒，已到極限，隔熱大底的溫度已升到2000餘攝氏度。此時，巨大降落傘展開，在不到100秒時間內把速度進一步降低到約100米/秒。隨後，隔熱大底、降落傘和支撐結構先後脫離著陸器。被燒蝕得不成樣子的隔熱大底將會墜向火星表面，成為天問一號最先抵達火星表面的部分，也算是它「蠟炬成灰淚始干」的「褒獎」。
天問一號著陸器最後著陸階段藝術效果圖（圖源：中國航天局）
大戲剛剛開始，著陸器自帶的反推火箭開始全力工作，逐漸降低速度。著陸器先是在火星表面數十米的高度懸停，底部所有儀器開啟，認真篩查地表情況，最後確認著陸地點。認定後，最終緩慢軟著陸到火星表面。
第七關，「刀尖上舞者」的火星著陸藝術。
第八關：巡視器出發，開機工作
「繞」、「著」、「巡」的串聯任務終於進行到最後一步。著陸器穩定著陸後，將會與環繞器聯絡，確定工作狀態，上傳記錄的全部數據，傳回地球。一切確認後，著陸器將放出導軌，巡視器開機，積累到足夠能量後，行駛抵達火星表面，開始工作。
天問一號著陸器和巡視器藝術效果圖（圖源：中國航天局）
探測火星不僅是為了工程任務突破，更是為了從事科研。除了常規的通訊、能量來源（太陽能帆板）、支撐結構、動力系統等部分外，天問一號整體上攜帶了13種科學載荷，其中7個在火星上空的環繞器上，6個在降落火星表面的巡視器上。它們共有五大科研目標，主要涉及火星空間環境、地表形貌特徵、土壤表層結構等研究，將給中國帶來火星的第一手資料。
工作狀態的火星車藝術效果圖（圖源：中國航天局）
第8關，美麗的火星，天問一號拭目以待！
結語
人類探測火星60年，勝率不到一半，這是一個高風險，卻是代表著人類最美麗最絢爛航天夢想的存在。天問一號，一次實現「繞、落、巡」的工程目標和五大科學目標，也必將是極大的挑戰。我們祝福它在餘下的闖關過程中，一切順利！
天問一號不僅是我國火星探測任務的開始，也宣布了我國長遠行星探測任務的開啟。火星，只不過是下一站。在可以預見的將來，天問系列不僅會探測火星，還會去地球最近的鄰居金星，還有可能挑戰極限，前往更大難度的太陽系內側水星和外側四大氣態行星（木星、土星、天王星、海王星）和小行星、矮行星等。我國也在近期開啟了行星科學一級學科的大規模建設，一批人才培養的搖籃正在規劃中。希望天問一號火星探測任務一切順利，也希望天問系列帶著中國人的夢想飛遍寰宇。
最後，讓我們暢想一下《下一站火星》中的未來圖景吧：所有人都在等待征服火星的那一天。那時人類可以被定義為一個全新的物種：一種來自地球的可以跨行星生存的生物。走出地球似乎是我們從渺小邁向偉大的必經之路。火星就是下一站，那裡總是熒熒如火，令人嚮往。
出品：科普中國
製作：太空精釀
監製：中國科學院計算機網路信息中心
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作為在現場親歷發射並且直播的知乎用戶，我必須要來發圖了，不過要先給大家道個歉，發射的時候由於直播機位附近人實在是太多了，通訊基站可能飽和了，我們直播用的又是4g信號推流，所以造成了卡頓，實在是對不住大家的厚愛_(:з)∠)_
我這次是受知乎科學團隊的邀請，前來文昌對此次自主火星探測任務進行直播。一共準備了兩個直播機位，一個是 @子乾 乾哥在希爾頓酒店陽台的直播機位，另一個是我在附近海邊民宿房頂上的直播機位。
長征五號遙四運載火箭發射
辣椒的視頻 · 1.6 萬播放
首先簡要介紹一下本次火星任務吧。本次火星任務為我國首次自主執行的火星探測器任務「天問一號」，探測器可以大致分為軌道器和著陸器兩部分，總重約5噸。本次任務要一次性完成火星繞飛、著陸、巡視三項主要任務。作為我國首次自主火星探測任務，屬實排面！
本次任務由我國最新、最大的運載火箭「長征五號」進行發射，這也是長征五號系列進行的第五次發射，前四次分別是長征五號遙1-3和長征五號乙遙1。這次發射也從側面證明了我們的「胖5」確實穩了！
此次發射之前，我代表知乎用戶連線了本次任務的測控系統總師李海濤老師，在直播連線的過程中李老師向大家講述了本次任務在測控上的挑戰，以及我國深空探測網的建設情況，可以說我國的深空探測網已經完全可以自主的對本次火星任務進行測控活動，不用再依賴美國NASA的深空網DSN。在首次自主火星任務以後還有可能要進行火星表面採樣返回和主帶小行星探測的活動，這樣的任務對我國的航天測控能力提出了更高的要求，這也讓我非常的期待我國航天人們可以做出什麼樣的成果。
本次我能參與天問一號的發射直播活動還是要萬分感謝 @知乎科學 @知乎政務 @小直同學 能給我這次機會，其實這是我首次參與直播活動，還是作為主播的身份，這對我自己也是一個不小的挑戰，此外還要感謝 @天才琪露諾 在直播電話連線過程中的詳細講解，辛苦了！
說實話我到現在坐在民宿里敲回答的時候還是心潮澎湃，激動的心情實在是難以平復，就不在多說了，感謝大家在直播中的厚愛！
火星！我們來了！
我們的征途是星辰大海！！！
謝邀，寫的太認真，來晚了，我還有機會么…
一文解讀關於天問一號的所有疑問和誤區
提綱：
1、天問一號包括哪些？「繞著巡」三件套
2、從地球到火星：最短最快抵達？想得美！
3、抵達火星附近之後做什麼？
4、「恐怖七分鐘」？對，也不對
5、著陸在哪裡？
6、天問一號，要探測什麼？
2020年7月23日下午，我國首個自主的火星探測任務「天問一號」從海南文昌發射場，搭乘長征五號遙四火箭順利發射升空，奔赴火星。
這樣的時候，想必關於天問一號的科普是全網鋪天蓋地目不暇接，嗨，這時候講太細了反而不太能get到重點，所以這期的目標就是盡量簡單地讓大家一文了解關於天問一號的整體情況吧。（體貼）
1、天問一號包括哪些？「繞著巡」三件套
天問一號火星探測任務是個大家族，包括：環繞器、進入艙（著陸架）和火星車三件套。
環繞器帶著著陸巡視組合體抵達火星附近，進入艙帶著火星車進入大氣層，火星車在火星表面巡視探測。不過，環繞器對火星車的意義不止於「帶一程」，它還會持續為火星車提供通訊中繼。
2、從地球到火星：最短最快抵達？想得美！
每26個月，地球上會有一小段時期特別適合發探測器去火星，事實上，人類六十年火星探測史上，絕大多數探測器都是在這樣的「火星發射窗口」出發的。
最近的這個火星發射窗口就是今年（2020年）7-8月，不只是我國的天問一號，NASA的毅力號火星車（計劃7月30日發射），阿聯酋的希望號（已在7月20日發射）都選在這個窗口發射。
很多人直覺上會以為，這樣的「時機」特殊之處在於能讓探測器最快抵達火星，或者說用最短的時間、以最近的路程抵達火星。但恰恰相反，火星探測器優先選擇的是一條更加漫長和遙遠的旅途（也就是「地火轉移軌道」）——因為對大多數不載人的探測器來說，路上多花點時間根本不是事兒，但燃料卻是「無價之寶」，在火箭運力一定的情況下，探測器需要消耗的燃料越少，就越能多帶點其他有用的東西，比如帶更多科學儀器，進而有更多科學產出。
一言以蔽之：又省燃料又路程短又快，不存在的。魚與熊掌不可兼得。
有賴「胖五」的運力加持，發射後的天問一號可以一次性獲得足夠大的速度，能被直接送入地火轉移軌道。
就是這樣一個環繞太陽，能和火星軌道交會的橢圓軌道（圖為標準霍曼轉移軌道）▼
而如果火箭運力不足以讓探測器達到足夠高的速度（軌道）的話，探測器就需要先在地球繞上幾圈（被送入地球停泊軌道），再通過自己消耗燃料點火一點一點加速（抬升軌道），最終蹭進地火轉移軌道。你看，火箭給力的話，不僅能發更重的探測器，帶更多東西，而且還能幫探測器省更多燃料。
地球停泊軌道中轉的典型代表：印度曼加里安號▼
探測器在地火轉移軌道飛行一段時間後就能與火星自然「相遇」，途中無需一直消耗燃料，只需在擇機進行的幾次點火修正軌道時消耗少量燃料即可。換言之，在火星發射窗口出發，從地火轉移軌道飛向火星，這是掌握物理規律的地球人總結出的儘可能節省燃料的一條路線，代價則是需要花費很長的時間，飛很長的路途。
不過，前面的圖裡其實只是地火轉移軌道中最省燃料的一種情況——霍曼轉移軌道。探測器與火星交匯時探測器剛好飛過半個橢圓，這時候探測器和火星的速度方向相切，入軌和軌道機動所需的燃料最少。霍曼轉移軌道路上一般需要花費6-11個月。
那你說我願意多花點燃料，想再快一點，路程短一點，可不可以？可以。如果探測器在初始階段有更高的速度，進入一個更大的橢圓軌道，那麼就可以提前與火星交會，這就是快速轉移。如果將來我們有載人火星任務，那麼燃料相比於人就沒有那麼重要了，我們會更傾向於更快抵達的方案。
按目前公布的信息來看，天問一號的地火轉移之旅需要在路上花費約6個半月（算是很快的了），於2021年2月抵達火星附近。
3、抵達火星附近之後做什麼？
天問一號計劃在一次任務中實現「環繞、著陸、巡視」三大目標，首先需要完成的就是「環繞」。待到2021年2月，天問一號在抵達火星附近之後需要通過「剎車」減速（近火制動），被火星引力捕獲，進入環火星軌道。
不過，天問一號並不會在入軌之後立刻分離著陸裝置，而是和NASA的海盜號任務相似，讓環繞器先經過一段時間的火星停泊軌道探測，實際考察了著陸區之後再釋放著陸裝置。可以說是非常謹慎了。
經過2-3個月的在軌運行，調整好軌道，確認了著陸區狀況之後，天問一號環繞器將在2021年4月之後釋放著陸巡視組合體。
4、「恐怖七分鐘」？對，也不對
從進入火星大氣層，到著陸火星表面，探測器需要經過一段艱險異常的路程。天問一號的著陸巡視組合體也必須經歷這段嚴酷的考驗。
人們常常把這段路程成為「恐怖七分鐘」甚至「死亡七分鐘」，但其實不一定。對的地方在於：恐怖確實是恐怖的。著陸過程不僅複雜艱險，而且由於信號延遲和屏蔽，無法得到地面站的支援，一切都要靠探測器自主完成。迄今為止的火星著陸任務近一半折戟於此。
不一定的地方在於：不一定是七分鐘。
事實上，目前的火星著陸任務絕大多數是抵達火星後直接著陸的，即使是歐空局的痕量氣體軌道器（TGO），也是在抵達火星後先扔下斯基亞帕雷利著陸器，然後才進入環火星軌道的。這就意味著，這些著陸任務在進入火星大氣層的時候速度更大，著陸過程所需的時間也更短。
典型的「恐怖七分鐘」案例洞察號，進入火星大氣層時速度約5.5 km/s▼
但並不是所有的火星著陸任務都這樣。如果是先減速進入環火星軌道，然後再分離著陸的話…顯然，著陸任務進入大氣層的速度會降低不少。以NASA的海盜號任務為例，海盜號是先環繞器進入環火星軌道，對著陸區進行了一個多月的考察之後，才擇機釋放的著陸器。在這種情況下，海盜號著陸器進入火星大氣層的速度是4.6 km/s，比洞察號低了16%。這段著陸過程花了多久呢？大約10分鐘 [3]。
那同樣採用先環繞器入軌，再擇機釋放著陸裝置的天問一號呢？按目前公布的時序來看，天問一號著陸巡視組合體進入大氣層的速度約4.8 km/s，整個著陸過程大約需要8分鐘。
這是天問一號的「恐怖八分鐘」▼
5、著陸在哪裡？
天問一號最初選了2個備選著陸區，有趣的是也和兩艘海盜號（Viking 1和Viking 2）很像，分別是1區（克律塞平原）和2區（烏托邦平原） [1]。
根據天問一號項目組最近在《自然·天文》上發表的任務介紹，目前進一步擬定的著陸區是2區（烏托邦平原）[4]——和NASA的洞察號、毅力號任務相對比較近（注意：不是火星車行駛可達的那種近啊別誤會！）。
不過，具體的著陸區還要等到環繞器實際打探過一番才會最終確定，還要再等等啦~
6、天問一號，要探測什麼？
環繞器攜帶7種科學儀器，火星車攜帶6種科學儀器。注意，這裡說的都是「科學」儀器，事實上探測器還會攜帶諸多工程儀器，例如避障相機、監視相機、慣導裝置等等。
環繞器科學儀器位置▼
火星車科學儀器位置▼
這其中有些我們在嫦娥任務里就接觸過的「老朋友」，例如玉兔號和玉兔二號搭載的次表層雷達（測月雷達），不過玉兔（二）號的兩種頻率雷達在尾部和底端，而天問一號火星車兩種頻率的雷達都在前端（總有一種一個沒剎住車會戳到自己的錯覺orz）；也有一些我們沒有見過的新盆友，例如天問一號火星車上的成分探測儀，這是一個和好奇號化學相機相似的「激光筆」，通過高能激光燒灼來遠程探測物質成分（老帥了）。
有機會接著安排一期詳聊一下每個儀器~不然這期寫多了你們又不看了…
整理匯總一下，就是從火星空間環境、到表面、到次表層、到內部結構都一網打盡▼
火星車計劃開展約90個火星日的巡視探測；而環繞器則計劃開展約1個火星年（約2個地球年）的環火星科學探測。不過在此之前，我們下一個迎來的激動時刻還是抵達火星和「剎車」減速進入環火星軌道（近火制動）啦。一步一步來~
從地球到火星，天問一號需要克服哪些困難？文章戳：為了去火星，天問一號做了哪些準備？。了解更多戳：我國首次火星探測任務命名為「天問一號」，你對行星探測任務「天問」有哪些期待和祝福？
總之，六個半月後，火星再見！
致謝
本文感謝@天才琪露諾的審稿~
出品：科普中國 @中國科普博覽
製作：haibaraemily
監製：中國科學院計算機網路信息中心
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參考文獻
[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/emily-lakdawalla/2018/mars-insight-landing-preview.html
[3] NASA |Viking Press Handbook
https://solarsystem.nasa.gov/missions/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] 李春來，劉建軍，耿言，等. 中國首次火星探測任務科學目標與有效載荷配置[J]. 深空探測學報，2018，5（5）：406-413.
我們今天所歡呼的任何一樣成就，都能在歷史中找到蹤影。
時光倒回到1992年。這一年，從總設計師發表「南巡講話」，到我國加入《核不擴散條約》，再到中共十四大的開幕，可以說，我國發生了很多大事件。
對於科技工作者，特別是航天工作者而言，這一年也同樣值得銘記——因為這一年是「國際空間年」，在發射第一顆人造地球衛星35年後，人類首次在全球範圍內慶祝這一物種在航天領域所取得的成就。
作為和平、合作、負責任的大國，我國積極響應這份號召，成立了以宋健國務委員為名譽主任的中國籌備委員會。聶榮臻元帥和宋健國務委員還應《航天》雜誌（現《中國航天》雜誌）之邀為國際空間年題了詞。那一年，我們召開了空間活動經濟效益國際研討會，組織了國際青少年航天夏令營，開展了國際空間年航天知識電視大賽，舉行了國際航天郵票展覽，還舉辦了全國中學生衛星搭載科學實驗活動。
然而受技術條件限制，我國在當時並沒有探月、探火的計劃，「天問一號」發射使用的「長征五號」還躺在規劃當中，就連現在我們常說的「金牌火箭」長三甲系列，都還要等到1994年才能夠首飛。但這並不妨礙我們把目光投向深邃的太空。因為即便是在連國產導彈都沒有的1961年，我們就已經在討論如何將宇宙火箭發射向火星。90年代的航天人們也用自己的實際行動，續寫著他們對於太空的期盼。
空間技術研究院下屬單位的一個研究小組，在該院科學技術委員會的支持下，完成了一項月球探測器的初步的可行性研究：他們提出了一個簡單的繞月探測器方案，像實踐4號衛星那樣，搭載在新研製的長征3號甲運載火箭上發射。
對於火星任務而言，我國的科研人員提出開展國際合作，最好由聯合國外層空間委員會作為最高層的組織機構，統一計劃、安排世界各國的火星探測活動，並向世界提出倡議：探測和開發火星是全人類共同的、長遠的事業，應該為世界 各國謀利和造福，而不論國家的大小與發展程度。各國的公眾和科學團體都應有 權獲得關於火星探測活動的信息和資料。
時間來到了2003年。這一年，「非典」的疫情讓全國人民都繃緊了弦，而同樣也是這一年，中科院空間科學與應用研究中心正在制定火星探測規劃。根據規劃設想，預計到2020年，我國有望發射自己的火星探測器，實現環繞火星探測。一年後的2004年，「嫦娥工程」啟動，中國人千年奔月夢的大門被叩響。
2007年10月24日，隨著「長三甲」火箭的轟鳴，以「東方紅3號」衛星平台為主體的月球探測器「嫦娥一號」飛向了月球。15年前的設想在此刻變成了現實，我們終於用自己的「眼睛」看到了這顆魂牽夢縈數千年的衛星。
2010年的國慶節，「嫦娥二號」追隨著「嫦娥一號」的腳步，踏上了前往月球的道路。作為承上啟下的紐帶，它為我國三個深空探測任務提供技術支撐：它為「嫦娥三號」的預定落點提供米級解析度地圖；它還停留在地月L2點，為「嫦娥四號」的中繼星「鵲橋」探路；在服役2年後，它飛離了地月系，前往繞日軌道，直到距離地面一億公里的深空，它依然下行著飛行數據，作為我國深空探測的「排頭兵」，它將直接為我國的火星探測任務提供技術支撐。
60年前的設想在今天變成了現實，30年前的種子在今天長成了大樹，十幾年來的厚積終於在今天薄發。
「天問一號」目前正在逐漸駛離地球，而據我國嫦娥工程衛星系統總指揮葉培建院士的介紹，「嫦娥二號」將在今年回到地球附近。這是一位老兵對於新兵的祝福，也是過去數十年以來傳承的真實寫照。
過去，我們在草稿紙上演算火星之路；
今天，我們在大屏幕上見證火星之行；
或許未來，今天的航天工作者們將帶領我們征服火星，讓人類成為一個真正的跨行星物種。
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