2020年的中国航天充满惊喜，2021年开年的重头戏则是天问一号。随着时间的推移，广大国人却有点等得不耐烦了。天问一号到底要飞多久，飞多远，怎么还没到火星？探索火星难度很大，为何还要坚持呢？
天问一号与嫦娥五号
经常有读者朋友问到天问一号与嫦娥五号的区别，那还是老规矩，对比一下。
天问一号重5吨，相比于嫦娥五号的8吨多要瘦小一些，但毕竟嫦五要带月壤返回，理所当然胖一些。它分为环绕器、着陆器和巡视器，而嫦五则由轨道器、返回器、着陆器和上升器四部分组成。
说到任务难度，个人观点，天问一号比嫦娥五号要难得多。理由如下：
信号传输问题：由于地月距离38万公里，而地火最小距离为5500万公里。最大的问题就是信号的传输，地月往返信号时延为2-3秒，还有着鹊桥中继星的帮助；而地火的信号时延大于六分钟，很多时候，这就更加考验天问自身的水平了。
人类的火星探测器成功率不高：从1960年人类首次尝试发射火星探测器至今，一共有15次火星着陆任务成功并进入了火星大气层，但只有8次任务成功着陆并顺利开展探测工作。其中包括：美国的海盗1号、海盗2号、火星探路者号、机遇号、勇气号、凤凰号、好奇号、洞察号。从数据我们就可以看出一二，火星也被称作“探测器坟场”。
天问一号将第一次完成“绕、落、巡”，而嫦娥五号完成“绕、落、回”，有着嫦一到嫦四积累的大量经验，自然得心应手一些，而天问一号则是打头阵，硬着头皮向前冲。
登陆火星比登陆月球更困难：
月球完全没有大气，降落伞是用不上的，只能用反向推力火箭+落地支撑架的方案。而在火星降落，由于入轨速度更快，可采用气动减速方案，有稀薄的大气，可用降落伞方案，但是由于空气太稀薄，仅有降落伞方案还不够，还需要反推力小火箭辅助降落。根据外界透漏的信息，应该是一个气动减速+降落伞+反推力火箭+落地支撑架的四组合方案。相对难度更大。
只用一次完成绕落巡难度很大：前面说了，火星探测器的成功率不高，那还只是统计顺利进入火星大气层的，如果很多绕都没绕成功的。其它国家都是先完成绕和落，再去完成巡的，而我国直接一次到位，不得不佩服我国航天人的胆识与魄力。当然，嫦娥系列探月工程积累的相关经验，也给天问一号的火星探索提供了很多帮助。
天问一号要飞多远？
天问一号在2020年7月23日就早已发射升空，从一亿公里，到两亿、三亿、四亿公里，飞了这么远，飞了这么久，怎么还没到呢？
这里要引入霍曼转移轨道的概念。我们知道，从地球到火星并不能笔直地飞过去。在太空动力学中，霍曼转移轨道是一种变换太空船轨道的方法，途中只需两次引擎推进，能够最大程度地节省燃料。
内圈为1，中圈为2，外圈为3
航天器在原先轨道（1）上瞬间加速后，进入一个椭圆形的转移轨道（2）。航天器由此椭圆轨道的近拱点开始，抵达远拱点后再瞬间加速，进入另一个圆轨道（3），此即为目标轨道。这里我们再将1、2、3带入相应的轨道名称，就比较容易理解了。
而且，火星并不是静止不动的。我们知道，地球是太阳系中由内到外第三颗行星，而火星则是离太阳第四近的行星。地球的平均轨道速度为29.78 km/s，火星的平均轨道速度为24.13 km/s。
在天问一号飞行过程中，地球与火星的距离不断变化，据专家介绍：当天问一号探测器抵达火星附近时，距离地球约1.9亿公里。总的飞行里程将达到4.7亿公里。
为了自然而然地与火星“相遇”，天问一号除了必经的变轨，还要进行多次轨道中途修正，从而保证能够顺利到达火星。如果差之毫厘，那将谬以千里。而这些过程都将导致天问一号飞行距离，远比地火距离要远。
天问一号轨道修正
为什么要探索火星
我们回顾人类探索火星的往事，会发现人类几乎刚开始太空探索的脚步，火星探索就已经拉开序幕。
1960到1963年，前苏联相继发射了火星1A号、火星1B号、火星1C号，前两位连地球轨道都没进入，后面一位仅仅进入了环绕地球的轨道；
1962年11月1日，前苏联向火星发射了火星1号，这枚探测器成功进入了前往火星的轨道，但它在飞行到距离地球1.06亿千米的距离时，与地面永远失去了通信联系；
1964年12月28日，美国水手4号成为第一枚飞掠过火星并发回探测数据的探测器；
水手9号
1971年5月30日，美国水手9号成为第一枚成功进入环绕火星轨道的探测器；
1971年5月28日，前苏联火星3号着陆第一个成功在火星表面软着陆的着陆器，但它在火星上仅仅工作了14.5秒，还没有传回一张完整的照片就永远地失联了；
火星三号
1975年8月20日，美国海盗1号成为第一枚在火星上着陆并且成功向地球发回照片的探测器；
1996年12月4日，美国火星探路者号成功着陆，并且送往火星的第一部火星车旅居者号；
2013年11月5日，印度的火星轨道探测器实现了印度首次火星探测任务；
印度的火星轨道探测器
那么问题来了，太阳系有八大行星，为什么人类要执着于火星探索呢？
原因很简单，就是没得选了。除了地球外的七大行星里面，木星、土星、天王星和海王星是气态行星，而水星、金星、火星与地球类似，被称为“类地行星”，是拥有着以硅酸盐岩石为主要成分的行星。类地行星有峡谷、撞击坑、山脉和火山。类地行星的大气层都是再生大气层，有别于类木行星直接来自于太阳星云的原生大气层。
如果局限在太阳系，那就只有水星、金星和木星可以选。据相关数据：水星是八大行星中距离太阳最小和最靠近太阳的行星，气候条件恶劣，白天时赤道地区温度可达432°C，夜间可降至-172°C，昼夜温差极大，为太阳系各行星之最；金星相对离太阳远一点，它有着四颗类地行星中最浓密的大气层，其表面的大气压力是地球的92倍，其表面的平均温度高达462 °C，是太阳系中最热的行星，比水星还要热。
首先除开木星、土星、天王星和海王星，再除去水星和金星，似乎只有火星正常一些。火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期则与地球相当，约为24小时（火星为24.6229小时，地球为23h 56m 4.100s）。火星直径约为地球的一半，质量约为地球的九分之一，表面重力约为地球的38%，体积约为地球的15%，表面积略小于地球陆地面积。
火星的平均温度在许多报告中都不同，常见值是 ?55 °C，最高温可达27 °C，最低温则是冬季冰冠的?143 °C。虽然温差巨大，但是这是除了地球外，太阳系内温度条件最好的行星了。
2012年8月，加利福尼亚大学洛杉矶分校的教授尹安在分析了100张来自火星勘测轨道飞行器的卫星图片后发现，火星有类似地球主要板块划分的构造特点。
加利福尼亚大学
人类的太空探索，大多基于两个目的：一是探寻地外文明，寻找外星生物，研究生命的起源，这一想法无可厚非，人类并不希望自己是孤独的，如果能发现外星人，那就再好不过了；二是希望未来人类能够走出地球，移居开发其他星球。从马斯克的火星移民计划，就可见一斑。
大家公认的是：火星是除了地球以外，最有可能存在生命迹象的行星。火星探索任重而道远，就连科技发达的美国，经历半个世纪的探索，也仅仅做到了火星的“绕、落、巡”，尚未带回火星土壤。
祝福天问一号，你是我们全村的希望！
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